KR20100051661A

KR20100051661A - 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법

Info

Publication number: KR20100051661A
Application number: KR1020107003553A
Authority: KR
Inventors: 주지 이시가메; 타케노리 야마나카; 다이스케 다테
Original assignee: 코아 가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2008-08-07
Filing date: 2009-05-12
Publication date: 2010-05-17
Also published as: EP2184266A1; EP2184266A4; US8327665B2; WO2010016308A1; US20100147029A1; KR101131186B1; EP2184266B1; CN101827795A; JPWO2010016308A1; CN101827795B; JP5113904B2

Abstract

특정한 분리선을 가지는 분할형의 성형틀을 이용함으로써, 소정치 이상의 최대 두께부를 가지는 글라스 용기여도 효율적으로 생산할 수 있는 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법을 제공한다. (A) 분리선을 경계로 하여, 2 분할되는 성형틀 기부 및 입구틀을 포함하는 성형틀을 이용하여 원 프레스로 최종 형상의 패리슨을 성형하는 프레스 공정과, (B) 최종 형상의 패리슨을 냉각용 금형으로 이송하는 이송 공정과, (C) 내주면을 따라 제 1 냉각 에어를 분출하고 또한 외주면을 냉각하는 제 2 냉각 에어를 송풍함으로써 최종 형상의 패리슨을 글라스 용기로 하는 냉각 공정을 차례로 실시하는 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법으로서, 프레스 공정(A)에서 분리선이 최종 형상의 패리슨의 구금부와 몸통부 간의 숄더부에 위치하는 성형틀을 이용한다.

Description

글라스 용기의 원 프레스 제조 방법{GLASS CONTAINER ONE-PRESS MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 1 회의 프레스 성형(원 프레스(one press))으로 최종 형상의 패리슨(parison)을 형성한 후, 이를 냉각시킴으로써 글라스 용기를 효율적으로 제조하는 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법에 관한 것이다.

특히, 특정 분리선을 가지는 분할형(分割型)의 성형틀을 이용함으로써, 특정 분리선이 눈에 띄지 않고, 또한 소정치 이상의 최대 두께부를 가지는 글라스 용기도 효율적으로 제조할 수 있는 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 글라스는 화학적으로 안정적이고 투명성이 뛰어나다는 점에서, 글라스 용기의 구성 재료로서 다용되고 있고, 일반적으로 성형 금형을 이용하여 제조되고 있다. 이러한 글라스 용기를 공업적으로 연속적으로 제조하는 방법으로서는, 블로우 앤드 블로우(blow and blow) 성형법 또는 프레스 앤드 블로우(press and blow) 성형법이 알려져 있다.

예를 들면, 블로우 앤드 블로우 성형법은 곱(gob)이라고 하는 용융 글라스의 덩어리를 조형(組型) 내에 충진하고, 이 조형 내에 블로우 에어(blow air)를 주입시킴으로써 패리슨을 형성하고, 이어서, 이 패리슨을 완성틀로 이동하여 재가열한 후, 패리슨 내부에 대하여 블로우 에어를 주입함으로써 부풀려서 완성틀의 형태로 성형하는 제조 방법이다.

또한, 프레스 앤드 블로우 성형법은 곱이라고 하는 용융 글라스의 덩어리를 조형 내에 충진하고, 이 조형 내에 플런저(plunger)를 삽입하여 패리슨을 형성하고, 이어서 이 패리슨을 완성틀로 이동하여 재가열한 후, 패리슨 내부에 대하여 블로우 에어를 주입시킴으로써 부풀려서 완성틀의 형태로 성형하는 제조 방법이다.

그러나, 이러한 블로우 앤드 블로우 성형법 또는 프레스 앤드 블로우 성형법에서는, 성형 공정에서 패리슨 내부에 블로우 에어를 주입하여 성형하기 위하여, 제조되는 글라스 용기는 입구부의 내경보다 본체측의 내경이 커진다고 하는 특성이 있었다. 이 때문에, 예를 들면 화장품 등의 크림 형상의 물질을 내부에 수용하여 사용했을 경우에, 글라스 용기의 용기 본체에서의 입구부에 가까운 개소에 부착된 내용물을 취출하기 어려워질 우려가 있었다.

또한, 이들 성형법에서는, 블로우 에어를 주입하여 금형 성형면에 패리슨을 압접(壓接)시켜 성형하기 때문에, 얻어지는 글라스 용기의 표면에 금형 성형면의 표면 요철 또는 금형 내의 잔류 에어의 흔적이 남기 때문에 품질이 저하될 우려도 있었다.

여기서, 내용물을 취출하기 어렵다고 하는 문제에 대해서는, 글라스 용기의 두께를 두껍게 하여 입구부와 용기 본체의 내경을 균일하게 함으로써, 내부의 수용물을 취출하기 쉽게 하는 것이 가능하다.

한편, 글라스 용기의 표면에 요철이 생긴다고 하는 문제에 대해서는, 글라스 용기를 성형할 때에 패리슨의 표면과 금형이 접촉되지 않도록 함으로써 방지할 수 있다.

그래서, 이러한 형상의 두꺼운 글라스 용기를 효율적으로 제조할 수 있는 병 제조 방법이 제안되어 있다(특허 문헌 1 참조).

보다 구체적으로는, 곱을 충진한 완성틀 내에 플런저를 삽입하여 최종 형상의 패리슨을 형성하는 프레스 공정과, 이 최종 형상의 패리슨을 냉각용 금형으로 이동하여 냉각용 금형의 외부로 송풍되는 제 2 냉각 에어 및 패리슨의 내부로 송풍되는 제 1 냉각 에어로 패리슨의 외주면 및 내주면을 각각 강제적으로 냉각하는 냉각 공정으로 이루어지는 원 프레스 병 제조 방법이다.

도 22a 내지 도 22d에, 최종 형상의 패리슨의 냉각 공정을 실시하는 상태를 도시한다.

특허문헌1:일본특허공개공보2000-211930호(특허청구의범위,도1~도3)

그러나, 특허 문헌 1에 기재된 원 프레스 병 제조 방법에서는, 도 23에 도시한 바와 같이, 성형틀(300)을 구성하는 성형틀 기부(基部)(312) 및 입구틀(315)이, 최종 형상의 패리슨(350)의 구금부(口金部)(350a) 상당 위치에 있는 분리선(L2)을 따라 열린다는 점에서, 성형틀 기부(312)의 내면에 최종 형상의 패리슨(350)을 향하여 단면이 얇은 판 형상인 돌기부(312a)가 형성되어 있다.

즉, 최종 형상의 패리슨(350)의 기울기 방향으로 경사진 숄더부에 접촉되는 경사부 및 입구틀(315a)과 접촉되어 분리선(L2)을 형성하는 분리부와, 최종 형상의 패리슨(350)의 구금부(350a)와 접촉되는 선단부를 가지는 돌기부(312a)로서, 단면이 얇은 판 형상인 돌기부(312a)가, 성형틀 기부(312)의 내면에 형성되어 있다.

따라서, 최종 형상의 패리슨의 구금부(350a)는 입구틀(315a)뿐만 아니라 성형틀 기부의 일부(돌기부)(312a)를 이용하여 성형되었다.

여기서, 최종 형상의 패리슨의 구금부 위치에, 입구틀 및 성형틀 기부의 분리선에 대응된 흔적이 형성되는데, 구금부는 소정 정밀도가 요구된다는 점에서 화염 연마 처리 등을 실시하여, 이러한 분리선에 대응된 흔적을 지울 수 없다고 하는 문제가 발견되었다.

또한, 프레스 공정에서, 이러한 돌기부가 과도하게 가열되어, 그것이 원인으로 최종 형상의 패리슨의 구금부에 금 등의 불량이 발생하기 쉽다고 하는 문제가 발견되었다. 특히, 소정치 이상의 최대 두께부를 가지는 패리슨의 구금부에 이러한 불량이 발생하기 쉽다고 하는 문제가 발견되었다.

또한, 얇은 판 형상의 돌기부가 과도하게 가열된다는 점에서, 당해 돌기부의 기계적 강도가 저하되어 사용 중에 금형이 파손되기 쉽다고 하는 문제도 발견되었다.

한편, 돌기부에 대응되는 성형틀 개소에, 측방으로부터 선택적으로 냉각 에어를 닿게 하여 얇은 판 형상의 돌기부만을 냉각하고자 하는 시도도 이루어지고 있는데, 성형틀 전체의 온도 분포가 커지기 쉽다고 하는 새로운 문제점이 발생하게 되었다. 이 때문에, 글라스 용기의 최종적인 수율이 저하된다고 하는 문제도 발견되었다.

그래서, 본 발명의 발명자들은 상기한 문제를 감안하여 예의 검토한 바, 성형틀 기부 및 입구틀을, 최종 형상의 패리슨의 구금부(네크(neck)부라고도 함)와 몸통부 간의 숄더부에 위치하는 분리선(이하, 숄더 분할선이라고도 함)으로써 적어도 2 분할되는 성형틀을 이용함으로써, 분리선에 대응된 흔적이 눈에 띄지 않게 될 뿐만 아니라, 화염 연마 처리 등을 실시하여, 이러한 분리선에 대응된 흔적을 지울 수도 있게 되었다.

즉, 본 발명은 양호한 외관성을 가지는 글라스 용기를 안정적으로 생산할 수 있는 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따르면, (A) 소정의 분리선을 경계로 하여 2 분할되는 성형틀 기부 및 입구틀을 포함하고, 곱(gob)으로부터 최종 형상의 패리슨(parison)을 성형하기 위한 성형틀을 이용하여 곱을 투입한 후, 플런저를 삽입하여 원 프레스(one press)로 몸통부 및 구금부 그리고 그 사이의 숄더부를 구비한 최종 형상의 패리슨을 성형하는 프레스 공정과, (B) 최종 형상의 패리슨을 입구틀에 의해 파지한 상태로, 최종 형상의 패리슨의 구금부를 지지하는 지지부, 최종 형상의 패리슨의 저부(底部)를 재치하는 재치부, 및 최종 형상의 패리슨을 내부 냉각하기 위한 블로우 헤드를 가지는 냉각용 금형으로 이송하는 이송 공정과, (C) 블로우 헤드로부터 최종 형상의 패리슨의 내주면을 따라 제 1 냉각 에어를 분출하고, 재치부에 설치한 분출구로부터 최종 형상의 패리슨의 외주면을 냉각하는 제 2 냉각 에어를 최종 형상의 패리슨의 외주면을 따라 송풍함으로써, 최종 형상의 패리슨을 글라스 용기로 하는 냉각 공정을 차례로 실시하는 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법으로서, 프레스 공정(A)에서, 분리선이 최종 형상의 패리슨의 구금부와 몸통부 간의 숄더부에 위치하는 성형틀을 이용하는 것을 특징으로 하는 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법이 제공된다.

이와 같이 특정한 분리선(숄더 분할선)을 가지는 성형틀을 이용함으로써, 분리선에 대응한 흔적이 눈에 띄지 않게 될 뿐만 아니라, 화염 연마 처리 등을 실시하여 이러한 분리선에 대응한 흔적을 지울 수도 있다.

또한, 특정한 분리선을 가지는 성형틀을 이용함으로써, 성형틀 기부의 내면에 형성되어 있던 얇은 판 형상의 돌기부를 생략할 수 있다. 따라서, 이러한 돌기부에 기인한 가열 문제 또는 금형 파손 문제, 나아가서는 냉각 문제를 한번에 해결할 수 있다.

또한, 냉각 공정(C)에서 제 1 냉각 에어와 제 2 냉각 에어를 병용함으로써, 냉각용 금형 내의 최종 형상의 패리슨을 균일하고 또한 효율적으로 냉각할 수 있을 뿐만 아니라, 최종 형상의 패리슨으로부터 방출되는 원적외선에 대해서도 효과적으로 흡수할 수 있다.

따라서, 소정치 이상의 최대 두께부를 가지는 최종 형상의 패리슨이어도, 원 프레스로 성형하여 양호한 외관성을 가지는 글라스 용기를 안정적이고 또한 효율적으로 생산할 수 있다.

또한, 본원 발명의 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법을 실시함에 있어서, 성형틀 기부의 내면이 돌기부를 가지지 않는 수직면 또는 경사면인 것이 바람직하다.

이와 같이 소정의 성형틀 기부를 이용함으로써, 얇은 판 형상의 돌기부가 없는 점에서, 그것이 과도하게 가열되어 최종 형상의 패리슨의 구금부에 금 등의 불량이 발생하기 쉽다고 하는 문제를 확실히 해소할 수 있다.

또한, 얇은 판 형상의 돌기부가 없다는 점에서, 당해 돌기부의 기계적 강도가 저하되어 금형 파손되기 쉽다고 하는 문제에 대해서도 확실히 해소할 수 있다.

또한, 얇은 판 형상의 돌기부가 없다는 점에서, 선택적으로 냉각할 필요도 없어 글라스 용기의 수율이 향상되어 제조 코스트를 저하시킬 수 있다.

또한, 본원 발명의 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법을 실시함에 있어서, 입구틀의 내부에 가이드 부재가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이, 소정 위치에 가이드 부재가 설치되어 있음으로써, 2 분할된 상태의 입구틀을 결합시킬 때의 위치 정밀도를 효과적으로 향상시킬 수 있다.

또한, 본원 발명의 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법을 실시함에 있어서, 가이드 부재가 스프링재를 개재하여 입구틀의 내부에 장착되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 스프링재를 개재하여 소정 위치에 가이드 부재가 설치되어 있음으로써, 이송 공정(B)을 실시하여 입구틀을 열었을 때에도, 스프링재의 작용으로 가이드 부재가 센터링(centering)되어 최종 형상의 패리슨을 정밀도 높게 소정 위치에 재치할 수 있다.

또한, 종래의 성형틀은, 최종 형상의 패리슨의 구금부에 상당하는 위치에 소정의 분리선(이하, 네크 분할선이라고도 함)이 있기 때문에, 이송 공정(B)을 실시하여 최종 형상의 패리슨을 냉각용 금형으로 이송했을 때에 최종 형상의 패리슨을 입구틀에 의해 파지한 상태로 냉각용 금형을 닫을 수 있다. 따라서, 스프링재를 개재한 가이드 부재가 설치되지 않은 경우에도, 최종 형상의 패리슨의 재치 장소를 일정화할 수 있다. 따라서, 이송 공정(B)을 실시했을 때의 냉각용 금형에서의 최종 형상의 패리슨의 재치 장소의 이탈은, 숄더 분할선을 가지는 성형틀을 이용했을 경우의 문제라고 파악할 수 있다.

또한, 본원 발명의 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법을 실시함에 있어서, 입구틀이 2 분할되고, 또한 당해 2 분할되는 입구틀의 분리선에 접촉하여 입구틀의 위치 결정 부재가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 입구틀의 위치 결정 부재가 소정 위치에 설치되어 있음으로써, 입구틀과 성형틀 기부 간에서의 위치 정밀도가 높아지고 또한, 전체적으로 글라스 용기의 수율을 현저하게 향상시킬 수 있다.

또한, 본원 발명의 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법을 실시함에 있어서, 최종 형상의 패리슨이 두께 0.8 cm 이상의 최대 두께부를 가지는 것이 바람직하다.

이와 같이, 소정의 두께부를 가지는 최종 형상의 패리슨도, 원 프레스로 성형할 수 있고 또한 균일하고 효율적으로 냉각할 수 있어, 양호한 외관성을 가지는 글라스 용기를 안정적이고 효율적으로 생산할 수 있다.

또한, 본원 발명의 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법을 실시함에 있어서, 제 1 냉각 에어에 포함되는 함유 수증기량을 15 ~ 130 g / m³의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 소정량의 포화 수증기를 포함하는 제 1 냉각 에어를 이용함으로써, 냉각용 금형 내의 최종 형상의 패리슨을 균일하고 또한 효율적으로 냉각할 수 있을 뿐만 아니라, 최종 형상의 패리슨으로부터 방출되는 원적외선도 효과적으로 흡수할 수 있다.

또한, 본원 발명의 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법을 실시함에 있어서, 상기 제 1 냉각 에어의 온도 및 상대 습도가, 에어 흡입구와 에어 통과로와 냉각 에어 배출구와 에어 통과로의 주위에 냉매에 의한 냉각부를 구비한 열 교환기에 의해 조정되어 있는 것이 바람직하다.

이러한 열 교환기를 이용함으로써, 소정 온도 및 상대 습도를 가지는 제 1 냉각 에어를 효율적이고 저렴하게 얻을 수 있다.

특히, 외기(外氣)를 그대로 에어 흡입구로 도입한 경우에도 소정 온도 및 상대 습도를 가지는 제 1 냉각 에어를 효율적으로 얻을 수 있다는 점에서, 적합한 열 교환기이다.

도 1은 성형틀을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 내지 도 2d는 글라스 용기를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 글라스 용기의 제조 장치를 도시한 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 가이드 부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 스프링을 개재한 가이드 부재의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 스프링을 개재한 가이드 부재의 구조를 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 7a 내지 도 7c는 스프링을 개재한 가이드 부재를 사용하지 않는 경우에서의 입구틀로부터 냉각용 금형에의 재치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 내지 도 8d는 스프링을 개재한 가이드 부재의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 입구틀의 위치 결정 부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 10a 내지 도 10b는 입구틀의 위치 결정 부재의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 블로우 헤드 및 냉각용 금형의 관계에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 12a 내지 도 12c는 냉각용 금형의 지지부 및 완성틀에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 13a 및 도 13b는 냉각용 금형의 재치부로서의 바닥틀에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 14a 내지 도 14c는 패리슨의 성형 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 패리슨의 이동 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 16a 내지 도 16c는 패리슨의 냉각 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 17a 및 도 17b는 소정 상대 습도 조건 하에서의 냉각 에어의 온도의 영향을 나타내는 도면이다.
도 18은 소정 온도 조건 하에서의 제 1 냉각 에어의 상대 습도의 영향을 나타내는 도면이다.
도 19는 열 교환기를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법에 의한 온도 프로필을 나타내는 도면이다.
도 21a 및 도 21b는 실험예 1 및 비교예 1에서의 숄더부 길이의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 22a 내지 도 22d는 종래 기술에서의 입구틀로부터 냉각용 금형에의 재치를 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 종래 기술에서의 성형틀을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 실시예는, (A) 소정의 분리선을 경계로 하여, 2 분할되는 성형틀 기부(基部) 및 입구틀을 포함하고, 또한 곱(gob)으로부터 최종 형상의 패리슨(parison)을 성형하기 위한 성형틀을 이용하여 곱을 투입한 후, 플런저(plunger)를 삽입하여 원 프레스(one press)로 몸통부 및 구금부, 그리고 이들 사이의 숄더(shoulder)부를 구비한 최종 형상의 패리슨을 성형하는 프레스 공정과, (B) 최종 형상의 패리슨을 입구틀에 의해 파지(把持)한 상태로, 최종 형상의 패리슨의 구금부를 지지하는 지지부, 최종 형상의 패리슨의 저부(底部)를 재치하는 재치부, 및 상기 최종 형상의 패리슨을 내부 냉각하기 위한 블로우 헤드(blow head)를 가지는 냉각용 금형으로 이송하는 이송 공정과, (C) 블로우 헤드로부터 최종 형상의 패리슨의 내주면을 따라 제 1 냉각 에어를 분출하고 또한 재치부에 설치한 분출구로부터 최종 형상의 패리슨의 외주면을 냉각하는 제 2 냉각 에어를 최종 형상의 패리슨의 외주면을 따라 송풍함으로써 최종 형상의 패리슨을 글라스 용기로 하는 냉각 공정을 차례로 실시하는 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법으로서, 도 1에 도시한 바와 같이, 프레스 공정(A)에서 분리선(L1)이 최종 형상의 패리슨(50)의 구금부(50a)와 몸통부(50b) 간의 숄더부에 위치하는 성형틀(10)을 이용하는 것을 특징으로 하는 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법이다.

이하, 본 발명의 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법의 실시예를, 대상이 되는 글라스 용기 및 원 프레스 제조 방법을 실시하기 위한 글라스 용기의 제조 장치와 함께 구체적으로 설명한다.

또한, 성형틀에서 얻어지는, 냉각용 금형에서 냉각되기 전까지의 글라스 용기를 최종 형상의 패리슨이라고 칭하고, 냉각용 금형에서 소정 온도까지 냉각된 상태의 최종 형상의 패리슨을 글라스 용기라고 칭하기로 한다.

1. 글라스 용기

글라스 용기의 외관 형상은 특별히 제한되지 않고, 용도에 따라 직사각형 형상의 글라스 병, 원통 형상의 글라스 병, 이형(異形)의 글라스 병, 직사각형 형상의 글라스 상자, 원통 형상의 글라스 상자, 이형의 글라스 상자 등을 들 수 있다.

또한, 본 발명의 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법은, 1 회의 프레스로 최종 형상을 형성하는 방법이라는 점에서, 병 입구와 용기 본체의 내경이 실질적으로 동일한 글라스 용기를 대상으로 할 수 있다.

즉, 이러한 글라스 용기이면 화장품 등의 크림 형상물이어도 취출하기 쉬워지므로 사용 편리성을 향상시킬 수 있다.

또한, 전형적으로는, 도 2a 내지 도 2d에 도시한 글라스 용기(50)가 있다. 보다 구체적으로, 도 2a는 대략 사각형의 평면 형상을 가지는 사각기둥 형상의 몸통부(50b)를 구비하고 또한 원통 형상의 구금부(50a)를 구비한 글라스 용기(50)를 도시하고 있다.

이러한 글라스 용기이면, 분리선에 대응된 흔적이 더욱 눈에 띄지 않게 될 뿐만 아니라, 숄더부에 존재하는 분리선에 대응된 흔적에 대하여 화염(火炎) 연마 처리 등을 실시하여 지울 수 있다.

또한, 도 2b는 도 2a에 도시한 글라스 용기(50)의 단면도이다.

또한, 도 2c는 도 2a에 도시한 글라스 용기(50)의 구금부(50a)의 주위를 따라 전면적 또는 부분적으로 홈부(50c)를 구비한 글라스 용기(50)를 도시하고 있다.

그 이유는, 이러한 홈부(50c)를 구비함으로써, 이러한 홈부(50c)를 통과하여 금형 내부에 잔류하는 에어가 외부로 빠지기 쉬워지고, 또한 구금부(50a)의 성형성이 향상되기 때문이다.

또한, 이러한 홈부(50c)의 폭을 통상적으로 0.1 ~ 2 mm의 범위 내의 값으로 하고, 또한 이러한 홈부(50c)의 깊이를 0.1 ~ 1 mm의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 도 2d는 몸통부(50b)를 도 2a와 같은 수직면이 아니라, 경사면으로서 구성한 글라스 용기(50)를 도시하고 있다.

또한, 도 2d에서의 경사면은 숄더부로부터 저부를 향하여 작아지는 태양(態樣)으로 되어 있는데, 예를 들면 숄더부로부터 저부를 향하여 넓어지는 태양의 경사면 등이어도 좋고, 특별히 한정되는 것은 아니다.

단, 본 발명에 따르면, 소정치 이상의 최대 두께부를 가지는 패리슨에 생기는 외관 열화 또는 표면 요철 수를 저감시킬 수 있는 것을 특유의 효과로 하고 있다는 점에서, 도 2b에 구체적으로 도시한 바와 같이, 두께 0.8 cm 이상의 최대 두께부(t2)를 가지는 최종 형상의 패리슨에 기초하는 글라스 용기의 외관 형상을 대상으로 하는 것이 바람직하다.

한편, 최대 두께부(t2)의 두께가 과도하게 두꺼워지면 원 프레스 제조 방법으로 안정적으로 제조하는 것이 곤란해진다는 점에서, 최대 두께부의 두께를 1 ~ 5 cm의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 1.2 ~ 3 cm의 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 글라스 용기에서의 최대 두께부(t2)의 두께는, 글라스 용기의 저부 또는 측면, 혹은 도 2b에 구체적으로 도시한 바와 같이, 모서리부로부터 글라스 용기의 내면에 이를 때까지의 최단 거리를 의미한다.

2. 글라스 용기의 제조 장치

(1) 기본 구성

글라스 용기의 제조 장치는, 기본적으로 도 3에 도시한 바와 같이, 인디비주얼 섹션 머신(IS(Individual section) 머신)(100)을 사용할 수 있다.

단, 곱이 충진되는 종래의 조형 대신에 성형틀(10)을 사용하고, 또한 당해 성형틀(10)에서 최종 형상으로 성형된 패리슨을 냉각용 금형(20)으로 옮긴 후, 블로우 헤드(27)와 냉각용 금형(20)을 이용하여 패리슨을 냉각하도록 구성되어 있다.

즉, 종래의 재가열 공정 또는 블로우 공정을 생략함으로써, 1 회의 프레스로 최종 형상의 패리슨을 형성한 후, 당해 최종 형상의 패리슨을 냉각하는 것만으로 글라스 용기를 제조할 수 있는 글라스 용기의 제조 장치이다.

따라서, 입구부와 용기 본체의 내경이 동일한 것과 같은 특정 형상의 글라스 용기를 용이하고 또한 연속적으로 제조할 수 있다.

(2) 성형틀

또한, 도 1에 도시한 성형틀(10)은, 플런저(18)에 의한 프레스 성형에 의해 정밀도 높고, 게다가 높은 생산성으로 글라스 용기로서의 최종 형상의 패리슨(50)을 형성하기 위한 금형이다.

그리고, 분리선(L1)이 최종 형상의 패리슨(50)의 구금부(50a)와 몸통부(50b) 간의 숄더부에 위치하는 성형틀(10)을 이용하는 것을 특징으로 하고 있다.

그 이유는, 이와 같이 특정 분리선을 가지는 분할형의 성형틀을 이용함으로써, 종래 도 23에 도시한 바와 같이, 성형틀 기부(312)의 내면에 형성되었던 얇은 판 형상의 돌기부(312a)를 생략할 수 있기 때문이다. 즉, 종래의 성형틀 기부(基部)에 설치되어 있는 돌기부에 기인한 가열 문제 또는 금형 파손 문제, 나아가서는 냉각 문제를 단번에 해결할 수 있다.

따라서, 소정치 이상의 최대 두께부를 가지는 최종 형상의 패리슨도, 원 프레스로 성형하여 양호한 외관성을 가지는 글라스 용기를 안정적이고 효율적으로 생산할 수 있다.

여기서, 도 1에 도시한 바와 같이, 성형틀 기부(12)의 내면이 돌기부를 가지지 않는 수직면이거나 또는 경사면인 것이 바람직하다.

그 이유는, 소정의 성형틀 기부를 이용함으로써, 소정의 돌기부가 없다는 점에서, 이것이 과도하게 가열되어 최종 형상의 패리슨의 구금부에 금 등의 불량이 생기기 쉽다고 하는 문제를 확실히 해소할 수 있기 때문이다.

또한, 얇은 판 형상의 돌기부가 없다는 점에서, 당해 돌기부의 기계적 강도가 저하되어 금형 파손되기 쉽다고 하는 문제도 확실히 해소할 수 있다.

또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 입구틀(15)의 내부에 가이드 부재(16)가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

그 이유는, 소정 위치에 가이드 부재가 설치되어 있음으로써, 2 분할된 상태의 입구틀을 결합시킬 때의 위치 정밀도를 효과적으로 향상시킬 수 있기 때문이다.

즉, 도 4a 내지 도 4c에 도시한 바와 같이, 글라스 용기에서의 구금부를 형성하게 되는 입구틀(15)은, 결합 및 2 분할을 반복했을 경우에도 특히 높은 치수 정밀도가 요구되기 때문이다.

구체적으로 설명하면, 2 분할된 상태의 입구틀(15)의 오목부와 가이드 부재(16)를 감합(嵌合)시킨 상태로 2 분할된 상태의 입구틀(15)을 결합시킴으로써, 그 위치 정밀도를 효과적으로 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 도 5a 및 도 5b, 도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이, 가이드 부재(16)가 스프링재(16a)를 개재하여 입구틀(15)의 내부에 장착되어 있는 것이 바람직하다.

그 이유는, 스프링재를 개재하여 소정 위치에 가이드 부재가 설치되어 있음으로써, 이송 공정(B)을 실시하여, 도 5b에 도시한 바와 같이, 입구틀(15)를 열었을 때에도, 스프링재(16a)의 작용으로 가이드 부재(16)가 센터링되어 최종 형상의 패리슨을 소정 위치에 정밀도 높게 재치할 수 있기 때문이다.

즉, 스프링재를 개재한 가이드 부재가 설치되지 않은 경우에는, 도 7a 내지 도 7c에 도시한 바와 같이, 이송 공정(B)을 실시했을 때에 냉각용 금형(20)에서의 최종 형상의 패리슨(50)의 위치가 재치 장소(22)의 소정 위치(중심선(L3))로부터 쉽게 이탈되기 때문이다.

보다 구체적으로 설명하면, 도 7b에 도시한 바와 같이, 본 발명에서는 냉각용 금형(20)을 이송되어 온 최종 형상의 패리슨(50)의 양 측방으로부터 접근시키는 데에 있어서 입구틀(15)이 장애물이 된다.

따라서, 최종 형상의 패리슨(50)에 대하여 냉각용 금형(20)을 접근시키기 전에 최종 형상의 패리슨(50)을 입구틀(15)에 의해 재치 장소(22)의 소정 위치에 재치하고, 입구틀(15)을 최종 형상의 패리슨(50) 근방으로부터 회피시킬 필요가 생긴다.

이 때문에, 최종 형상의 패리슨(50)은 냉각용 금형(20)에 의해 지지되지 않은 상태로 재치 장소(22) 상에 재치되어, 결과적으로 소정 위치로부터 쉽게 이탈된다.

따라서, 이러한 이탈의 발생을 억제하기 위한 스프링재를 개재한 가이드 부재를 설치하는 것이 효과적으로 된다.

또한, 종래의 성형틀은, 도 23에 도시한 바와 같이, 최종 형상의 패리슨(350)의 구금부에 상당하는 위치에 소정의 분리선(L2)(이하, 네크 분할선이라고도 함)을 가지는 성형틀(300)이기 때문에, 도 22a 내지 도 22d에 도시한 바와 같이, 이송 공정(B)을 실시하여 최종 형상의 패리슨(350)을 냉각용 금형(20)으로 이송했을 때에, 최종 형상의 패리슨(350)을 입구틀(315)에 의해 파지한 상태로 냉각용 금형(20)을 닫을 수 있다. 따라서, 스프링재를 개재한 가이드 부재가 설치되어 있지 않은 경우에도, 최종 형상의 패리슨(350)의 재치 장소를 일정하게할 수 있다. 따라서, 이송 공정(B)을 실시했을 때의 냉각용 금형에서의 최종 형상의 패리슨의 재치 장소의 이탈은, 도 1에 도시한 바와 같이, 숄더 분할선(L1)을 가지는 성형틀(10)을 이용했을 경우의 문제라고 파악할 수 있다.

이어서, 스프링재를 개재한 가이드 부재를 설치한 경우에 대하여, 도 8a 내지 도 8d를 이용하여 설명한다.

즉, 스프링재를 개재한 가이드 부재(16)를 설치한 경우이면, 입구틀(15)을 최종 형상의 패리슨(50) 근방으로부터 회피시킨 경우에도, 예를 들면 스프링(16a) 등에 의해 소정 위치(중심선(L4))를 유지할 수 있는 가이드 부재(16)에 의해 최종 형상의 패리슨(50)을 안정적으로 재치 장소(22)의 소정 위치로 유도할 수 있다.

따라서, 냉각용 금형(20)에 의해 지지되어 있지 않은 상태임에도 불구하고, 안정적으로 재치 장소(22)의 소정 위치에 최종 형상의 패리슨(50)을 재치하는 것이 가능해진다.

또한, 도면에서는 나타내지 않지만, 스프링재를 개재한 가이드 부재(16)와 최종 형상의 패리슨(50)은 단순히 상호 간의 표면에서 접촉하고 있는 것이 아니라, 약간 감합된 상태로 되어 있어, 이러한 감합이 스프링을 개재한 가이드 부재(16)에 의한 최종 형상의 패리슨(50)의 센터링에 기여하고 있다.

또한, 도 5a 및 5b, 도 6a 및 6b에 도시한 바와 같이, 스프링재(16a)가 코일 스프링인 것이 바람직하다.

그 이유는, 코일 스프링을 이용함으로써, 고온 조건 하에서의 내구성을 현저하게 향상시킬 수 있기 때문이다.

또한, 도 9a 및 9b에 도시한 바와 같이, 입구틀(15)이 2 분할되고, 또한 당해 2 분할되는 입구틀(15)의 분리선(L5)에 접촉하여 입구틀(15)의 위치 결정 부재(30)가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이와 같이 입구틀의 위치 결정 부재가 소정 위치에 설치되어 있음으로써, 입구틀과 성형틀 기부 간에서의 위치 정밀도가 높아지고, 또한 전체적으로 글라스 용기의 수율을 현저하게 향상시킬 수 있기 때문이다.

즉, 도 2a 내지 도 2d에 도시한 바와 같이, 사각기둥 형상의 몸통부를 가지는 글라스 용기를 제조하기 위해서는, 원기둥 형상의 몸통부를 가지는 글라스 용기를 제조하는 경우와 달리, 도 10a 및 도 10b에 도시한 바와 같이, 입구틀(15) 및 성형틀 기부(12)에서의 각각의 대응 개소를 정확하게 일치시킬 필요가 생긴다.

보다 구체적으로는, 입구틀(15)에서 형성되는 글라스 용기의 숄더부에서의 사각형의 모서리와, 성형틀 기부(12)에서 형성되는 글라스 용기의 몸통부에서의 사각형의 모서리가 각각 일치하지 않을 경우, 도 2에 도시한 바와 같은 사각기둥 형상의 몸통부를 가지는 글라스 용기를 제조하기 위한 성형틀로서 기능할 수 없기 때문이다.

또한, 도 10a 및 도 10b에 도시한 바와 같이, 분할형의 성형틀은, 먼저 입구틀(15)이 결합되고, 이어서 성형틀 기부(12)가 결합된다는 점에서, 입구틀(15)의 위치 결정 부재(30)를 볼록형으로 하고, 이에 대응시켜서, 성형틀 기부(12)에는 오목부(30')를 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 위치 결정 부재(30)의 재질은 특별히 제한되지 않고, 소정의 강도를 가지는 재질이면 된다.

또한, 형상 및 크기에 대해서도 특별히 한정되지 않고, 성형틀 기부(12)에 설치된 오목부(30')와 감합 가능하면 된다.

예를 들면, 재질을 스테인레스로 하고, 도 9b에 도시한 바와 같이, 볼트(30a)에 의해 입구틀(15)에 고정하고, 크기로서는, 예를 들면 돌출 부분의 길이를 15 mm, 폭을 10 mm로 할 수 있다.

이어서, 도 1을 참조하여, 성형틀(10)에서 플런저(18)를 이용하여 최종 형상의 패리슨(50)을 성형하는 태양을 설명한다.

우선, 이러한 성형틀은 철 또는 철합금, 황동, 구리 - 니켈 합금 등으로 이루어지고, 그 형상은 제조하는 글라스 용기의 외형 형상을 따라 적절히 변경할 수 있다. 마찬가지로, 플런저에 대해서도 성형틀과 동일한 재료를 이용하여 구성할 수 있고, 또한 제조하는 글라스 용기의 내부 형상을 따라 그 형상을 적절히 변경할 수 있다.

이들 성형틀 및 플런저를 이용하여, 성형틀의 내부에 용융 글라스(곱)를 충진하고, 곱이 충진된 성형틀에 플런저를 삽입함으로써, 병 입구(입구부)와 용기 본체의 내경이 동일한 특정 형상의 글라스 용기의 최종 형상을 용이하게 형성할 수 있다.

또한, 도 1에 도시한 플런저(18)는, 예를 들면 선단부가 둥근 금속제의 원통 부재인 플런저 요소와, 그 내부에 냉각 에어의 통과로로서의 간극을 형성하도록 수용되어 다수의 분출홀을 구비한 스테인레스제 원통 부재인 쿨러와, 그 쿨러 내부에 추가로 수용된 공기 도입로로 구성되어 있다.

따라서, 공기 도입로를 거쳐 도입된 냉각 에어는, 쿨러의 선단부 및 그 근방에 설치되어 있는 다수의 분출홀로부터 먼저 간극으로 도입된다.

그리고, 냉각 에어는 간극을 통과하여 플런저 요소의 내부를 균일하게 냉각하면서 외부로 나가는데, 그 과정에서 플런저(18)의 전체를 소정 온도로 냉각할 수 있다.

또한, 성형틀의 온도에 대해서는, 패리슨의 성형성 또는 외관성, 혹은 경제성 등을 고려하여 정할 수 있는데, 통상적으로 400 ~ 700℃의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이와 같이 성형틀의 온도를 소정 범위 내의 값으로 함으로써, 소정치 이상의 최대 두께부를 가지는 패리슨에서 과도하게 변형을 일으키지 않고 원 프레스로 성형하여, 이를 냉각했을 경우에 발생하는 패리슨에서의 외관 열화 또는 표면 요철 수를 저감시킬 수 있기 때문이다.

보다 구체적으로는, 성형틀의 온도가 400℃ 미만이 되면 패리슨의 성형성이 과도하게 저하되어, 냉각 공정에서 패리슨에서의 외관 열화가 생기거나 표면 요철의 발생수가 증가하는 경우가 있기 때문이다.

한편, 성형틀의 온도가 700℃를 넘으면 패리슨의 성형성 또는 냉각성이 불충분해져, 반대로 냉각 공정에서 패리슨에서의 외관 열화가 생기거나 표면 요철의 발생수가 증가하는 경우가 있기 때문이다.

따라서, 성형틀의 온도를 450 ~ 680℃의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 500 ~ 650℃의 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

(3) 냉각용 금형

또한, 도 7a 내지 도 7c, 8a 내지 도 8d 등에 도시한 냉각용 금형(20)은, 최종 형상의 패리슨(50)을 내부에 보지(保持)하여 당해 패리슨(50)을 냉각하기 위하여 사용되는 금형이다.

이러한 냉각용 금형(20)은, 도 11b에 그 일례를 도시한 바와 같이, 패리슨(50)의 입구부(50a)를 지지하는 지지부(21)와, 패리슨(50)의 저부가 재치되는 재치부(22)를 구비하고 있다.

이 도 11b에 예시하는 냉각용 금형(20)은, 패리슨(50)의 측면에 대응되는 위치에 배치되는 완성틀(26)과, 완성틀(26)에서의 입구부에 상당하는 위치에 구비된 지지부(21)와, 재치부로서의 바닥틀(22)로 구성되어 있다.

이 냉각용 금형은, 성형틀과 달리, 최종 형상의 패리슨을 냉각할 뿐이며, 최종 형상의 패리슨과 측방에서는 직접 접촉되지 않는다는 점에서, 통상적으로 주물, 철합금, 황동 등으로 이루어지고, 그 형상에 대해서도 제조하는 글라스 용기의 외형 형상에 따라 적절히 변경할 수 있다.

단, 냉각용 금형의 내면에, 니켈 합금 등으로 이루어지는 라이닝(lining)을 설치하거나 이형제를 도포할 수도 있다.

또한, 지지부는 최종 형상의 패리슨의 입구부를 지지하여 패리슨을 냉각용 금형의 내부에 보지(保持)하기 위한 부재이다. 또한, 도 11b에 도시한 냉각용 금형(20)에서는, 이러한 지지부(21)를 완성틀(26)에 구비시킨 구성으로 되어 있다.

이러한 지지부(21)가 구비된 완성틀(26)은, 도 12에 도시한 바와 같이, 예를 들면 2 분할된 2 개의 구성 요소로 이루어지고, 최종 형상의 패리슨(50)을 샌드위치하는 구성으로 되어 있다.

또한, 지지부(21)에 의해 최종 형상의 패리슨(50)의 구금부(50a)를 지지하고, 또한 패리슨(50)의 외주면과 완성틀(26)이 접하지 않도록 패리슨(50)의 외주면과 완성틀(26) 간에 간극이 마련되도록 배치된다.

이에 따라, 패리슨의 구금부 이외에 냉각용 금형을 접촉시키지 않기 때문에, 냉각할 때의 글라스 용기의 온도에 불균일이 생기는 것을 방지할 수 있다.

또한, 이러한 지지부(21)는, 도 11b에 도시한 바와 같이, 블로우 헤드(27)에 접하지 않도록 배치되어 있어, 제 1 냉각 에어(41)를 효율적으로 배출할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 도 12a 내지 도 12c에 도시한 바와 같이, 지지부(21)에 제 2 냉각 에어의 배출홀(21a)을 구비하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 하방측으로부터 분출된 제 2 냉각 에어를, 패리슨의 외주면과 완성틀의 간극에서의 패리슨의 바닥 부분부터 입구 부분에 이르는 모든 간극을 삽입 통과시킬 수 있어, 패리슨 전체를 균일하게 냉각시킬 수 있기 때문이다. 따라서, 제조되는 글라스 용기의 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 제 2 냉각 에어의 배출홀로서, 완성틀에 대하여 내부 가공을 실시할 필요가 없어지기 때문에 구성을 간략화할 수 있어, 냉각용 금형의 제조 코스트를 낮게 억제할 수 있다.

또한, 재치부로서의 바닥틀(22)은 최종 형상의 패리슨의 저부가 재치되는 부재이며, 완성틀은 최종 형상의 패리슨의 측면에 대응되는 위치에 배치되는 부재이다.

이러한 바닥틀(22)은, 도 13a 및 도 13b에 도시한 바와 같이, 제 2 냉각 에어(43)를 송풍하는 송풍홀(24)과, 최종 형상의 패리슨의 외주면과 완성틀 간에 마련된 간극에 대하여 삽입 통과시키는 제 2 냉각 에어를 패리슨으로 직접 분출하지 않고, 패리슨의 하방측으로부터 분출시키기 위한 제 2 분출구(25)를 구비하고 있다.

이러한 지지부 및 재치부(바닥틀)를 구비한 냉각용 금형으로 함으로써, 제 2 냉각 에어를 패리슨의 하방측의 제 2 분출구로부터 소정 방향으로 분출시킬 수 있기 때문에, 최종 형상의 패리슨에 대하여 직접 분출되지 않게 된다.

따라서, 제 2 냉각 에어의 풍압에 의해, 최종 형상으로 성형된 패리슨을 변형시키는 것을 방지할 수 있다.

또한, 제 2 분출구로부터 분출된 제 2 냉각 에어를 패리슨과 완성틀의 간극으로 삽입 통과시킬 수 있고, 이에 따라 패리슨의 내측면 및 외주면으로부터 효율적이고 균일하게 냉각시킬 수 있다.

또한, 완성틀의 내측면의 표면 상태 또는 온도 상태에 관계없이, 얻어지는 글라스 용기의 표면에 불필요한 요철 등이 형성되지 않기 때문에, 얻어지는 글라스 용기의 품질을 향상시킬 수 있다.

한편, 패리슨의 하방측의 바닥틀에 제 2 냉각 에어의 제 2 분출구가 구비된 구성으로 함으로써, 패리슨의 측면에 대응된 완성틀에 제 2 냉각 에어의 송풍홀을 설치할 필요가 없어지고, 또한 바닥틀과 완성틀의 송풍홀의 위치 이탈 등을 제어할 필요도 없어진다. 따라서, 냉각용 금형의 구성을 현저하게 간략화할 수 있고, 또한 냉각용 금형의 제조 코스트를 낮게 억제할 수도 있다.

또한, 도 13a에 도시한 바와 같이, 재치부로서의 바닥틀(22)에 구비되는 제 2 분출구(25)는 복수 구비되어 있는 것이 바람직하다.

그 이유는, 패리슨의 외주면과 완성틀의 간극에 대하여 복수 개소로부터 제 2 냉각 에어를 공급할 수 있어, 패리슨을 효율적으로 냉각시킬 수 있기 때문이다.

또한, 제 2 분출구(25)를 복수 구비할 경우에, 당해 제 2 분출구(25)를 재치부(22)의 주위를 따라 균등하게 배치하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 최종 형상의 패리슨의 외주면에 대하여 균일하게 제 2 냉각 에어를 삽입 통과시킬 수 있기 때문에, 제조되는 글라스 용기의 두께 등을 균일화하여 품질을 향상시킬 수 있기 때문이다.

또한, 냉각용 금형의 온도에 대해서는, 최종 형상의 패리슨의 냉각성 또는 외관성, 혹은 경제성 등을 고려하여 정할 수 있는데, 통상적으로 최종 형상의 패리슨의 표면 온도가 500 ~ 800℃의 범위 내의 값이 되는 것과 같은 온도로 하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이와 같이 냉각용 금형의 내부에서의 최종 형상의 패리슨의 표면 온도를 소정 범위 내의 값으로 함으로써, 소정치 이상의 최대 두께부를 가지는 최종 형상의 패리슨을 원 프레스로 성형하고, 이를 냉각했을 경우에 발생하는 패리슨에서의 외관 열화 또는 표면 요철 수를 더욱 저감시킬 수 있기 때문이다.

보다 구체적으로는, 냉각용 금형의 온도가 500℃ 미만이 되면 패리슨을 과도하게 냉각하게 되어, 패리슨에서의 외관 열화가 생기거나 표면 요철의 발생수가 증가하며, 나아가서는 제 1 냉각 에어 및 제 2 냉각 에어를 과도하게 사용하게 되어 경제적으로 불리해지는 경우가 있기 때문이다.

한편, 냉각용 금형의 온도가 800℃를 넘으면 패리슨의 냉각이 불충분해져, 반대로 후속 공정에서 패리슨에서의 외관 열화가 생기거나 표면 요철의 발생수가 증가하는 경우가 있기 때문이다.

따라서, 냉각용 금형의 온도를 550 ~ 780℃의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 600 ~ 750℃의 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

3. 제조 공정

(1) 성형 공정

우선, 도 14a에 도시한 바와 같이, 성형틀(10)을 설치하고 당해 성형틀(10) 내에 깔때기(12)를 개재하여 글라스 곱(31)을 투입한다.

이어서, 도 14b 및 도 14c에 도시한 바와 같이, 깔때기(12) 대신에 배플(13)을 장착한 후, 글라스 곱(31)이 충진된 성형틀(10)에 대하여 플런저(18)를 삽입한다. 그리고, 패리슨(50)의 표면이 일정 형상을 유지할 정도로 냉각될 때까지, 그대로의 상태를 유지한다.

이러한 성형 공정에서 원하는 최종 형상의 패리슨이 형성된다.

(2) 이동 공정

이어서, 도 15에 도시한 바와 같이, 성형틀 및 플런저를 발출(拔出)한 후, 최종 형상의 패리슨(50)을 암(17a)이 부착된 회전 장치(17)에 의해 180 도 회전 이동시켜 냉각용 금형(20)에 수용한다.

보다 구체적으로, 최종 형상의 패리슨(50)은, 그 구금부(50a)가 암(17a)에 접속된 성형틀(10)의 일부인 입구틀(15)에 의해 지지된 상태로 회전 이동되어, 냉각용 금형(20) 내에 수용 보지(保持)된다.

즉, 냉각용 금형(20)의 근방으로 이동된 최종 형상의 패리슨(50)은, 그 시점에서 입구틀(15)이 열림으로써 당해 패리슨(50)의 자중(自重)에 의해 그 저부가 바닥틀 상에 재치된다.

이어서, 적어도 2 분할된 냉각용 금형(20)이 최종 형상의 패리슨(50)의 측방으로부터 이동하여, 당해 최종 형상의 패리슨(50)의 외주면과 냉각용 금형(20) 간에 소정의 폭을 가지는 간극(35)이 마련된 상태로, 적어도 2 분할된 냉각용 금형(20)이 닫혀 최종 형상의 패리슨(50)의 주위를 포위한다.

또한, 도 5a 및 5b, 도 6a 및 6b에 도시한 바와 같이, 입구틀(15)의 내부에 가이드 부재(16)가 설치되어 있고, 또한 이러한 가이드 부재(16)가 스프링재(16a)를 개재하여 입구틀(15)의 내부에 장착되어 있음으로써, 입구틀(15)을 열었을 때에도 스프링재(16a)의 작용으로 가이드 부재(16)가 센터링되어 최종 형상의 패리슨(50)을 정밀도 높게 소정 위치에 재치할 수 있다.

(3) 냉각 공정

이어서, 블로우 헤드로부터 최종 형상의 패리슨의 내주면을 따라 제 1 냉각 에어를 분출하고, 또한 재치부에 설치된 분출구로부터 최종 형상의 패리슨의 외주면을 냉각하는 제 2 냉각 에어를 최종 형상의 패리슨의 외주면을 따라 송풍함으로써, 최종 형상의 패리슨을 글라스 용기로 하는 냉각 공정을 실시한다.

즉, 도 16a에 도시한 바와 같이, 냉각용 금형(20)의 상방에 블로우 헤드(27)를 배치한다. 이 때, 블로우 헤드(27)는 패리슨(50)의 구금부(50a)와 패리슨의 구금부(50a)를 지지하는 지지부(21)로부터 이간하여 배치된다.

이어서, 도 16b에 도시한 바와 같이, 최종 형상의 패리슨(50)의 내부에 대하여 냉각용 금형(20)의 상방에 배치된 블로우 헤드(27)를 개재하여 소정의 제 1 냉각 에어(41)를 주입한다.

동시에, 패리슨(50)의 외주면과 냉각용 금형(20) 간에 마련된 간극(35)에 대하여, 패리슨(50)의 하방측으로부터 패리슨(50)으로 직접 분출하지 않고 제 2 냉각 에어(43)를 주입한다.

이에 따라, 최종 형상의 패리슨(50)을 외주면과 내측면으로부터 효율적으로 냉각하여 글라스 용기로서 완성할 수 있다.

(3)-1 제 1 냉각 에어

이어서, 제 1 냉각 에어(41)에 대하여 상세하게 설명한다.

우선, 블로우 헤드로부터 최종 형상의 패리슨의 내부에 대하여, 온도를 20 ~ 60℃, 또한 상대 습도를 80 ~ 100%의 범위 내의 값으로 조정된 제 1 냉각 에어를 도입하여 최종 형상의 패리슨의 내주면을 따라 송풍한다.

즉, 제 1 냉각 에어의 온도 및 상대 습도를 이러한 범위 내의 값으로 제어함으로써, 제 1 냉각 에어에 포함되는 함유 수증기량을 소정 범위의 값으로 할 수 있다.

따라서, 소정의 수증기를 포함하는 냉각 에어를 이용함으로써, 냉각용 금형 내의 패리슨을 균일하게 냉각할 수 있을 뿐만 아니라, 패리슨으로부터 방출되는 원적외선도 효과적으로 흡수할 수 있다.

한편, 최종 형상의 패리슨의 외주면에서도 동시에 제 2 냉각 에어에 의해 냉각되기 때문에, 특정한 제 1 냉각 에어와 더불어 소정치 이상의 최대 두께부를 가지는 패리슨을 원 프레스로 성형하여 이를 냉각했을 경우에도, 그 때에 발생하는 패리슨에서의 외관 열화 또는 표면 요철 수를 저감시킬 수 있다.

단, 보다 함유 수증기량의 격차를 좁힐 수 있고, 그 결과 효율적이고 균일하며, 게다가 경제적으로 최종 형상의 패리슨을 냉각할 수 있다는 점에서, 제 1 냉각 에어의 온도를 35 ~ 50℃, 또한 상대 습도를 85 ~ 99%의 범위 내의 값으로 조정하는 것이 보다 바람직하고, 제 1 냉각 에어의 온도를 38 ~ 50℃, 또한 상대 습도를 90 ~ 98%의 범위 내의 값에 조정하는 것이 더욱 바람직하다.

여기서, 도 17a 및 도 17b를 참조하여, 글라스 용기의 내면 온도 및 외면 온도에 대한 소정 상대 습도 조건 하에서 제 1 냉각 에어 및 제 2 냉각 에어의 온도의 각각의 영향을 설명한다.

도 17a는 가로축에 제 1 냉각 에어의 온도(℃)를 취하고 있고, 세로축에 글라스 용기의 내면 온도(℃)를 취하고 있다. 또한, 라인(A)이 제 1 냉각 에어의 상대 습도가 80 ~ 100%Rh인 경우의 특성도이다. 한편, 라인(B)이 제 1 냉각 에어의 상대 습도가 80%Rh 미만인 경우의 특성도이다.

이러한 도 17a에 나타내는 특성 곡선(라인(A) 및 라인(B))으로부터 명백한 바와 같이, 제 1 냉각 에어의 상대 습도가 80 ~ 100%Rh인 경우, 즉 라인(A)이 나타내는 바와 같이 제 1 냉각 에어의 온도가 약 20 ~ 50℃임에도 불구하고, 글라스 용기의 내면 온도는 약 700℃로 거의 일정 온도이다.

이에 반해, 제 1 냉각 에어의 상대 습도가 80%Rh 미만인 경우, 즉 라인(B)이 나타내는 바와 같이 제 1 냉각 에어의 온도(20 ~ 50℃)에 의해 글라스 용기의 내면 온도가 크게 변화하고, 또한 그 값은 적어도 720℃ 이상으로 높은 값이다.

따라서, 제 1 냉각 에어의 상대 습도를 80 ~ 100%Rh로 제어하고, 또한 소정 온도의 제 1 냉각 에어를 사용함으로써, 글라스 용기의 내면 온도를 소정 범위 내의 값, 예를 들면 680 ~ 710℃의 범위로 정밀도 높게 제어할 수 있다.

또한, 도 17b는 가로축에 제 2 냉각 에어의 온도(℃)를 취하고 있고, 세로축에 글라스의 외면 온도(℃)를 취하고 있다. 또한, 라인(A)이 제 2 냉각 에어의 상대 습도가 80 ~ 100%Rh인 경우이며, 라인(B)이 제 2 냉각 에어의 상대 습도가 80%Rh 미만인 경우이다.

이러한 도 17b에 나타낸 특성 곡선(라인(A) 및 라인(B))으로부터 명백한 바와 같이, 제 2 냉각 에어의 상대 습도가 80 ~ 100%Rh인 경우, 즉 라인(A)이 나타내는 바와 같이 제 2 냉각 에어의 온도(30 ~ 50℃)에 관계없이 글라스 용기의 내면 온도는 630 ~ 670℃ 정도이다.

이에 반해, 제 2 냉각 에어의 상대 습도가 80%Rh 미만인 경우, 즉 라인(B)이 나타내는 바와 같이 제 2 냉각 에어의 온도에 의해 글라스 용기의 내면 온도가 크게 변화하고, 또한 그 값은 적어도 690℃ 이상으로 높은 값이다.

따라서, 제 2 냉각 에어의 상대 습도를 80 ~ 100%Rh로 제어하고 또한 소정 온도의 제 2 냉각 에어를 사용함으로써, 글라스 용기의 내면 온도를 소정 범위 내의 값, 예를 들면 630 ~ 680℃의 범위로 정밀도 높게 제어할 수 있다.

또한, 도 18을 참조하여, 소정 온도 조건 하에서의 제 1 냉각 에어의 상대 습도의 영향을 설명한다.

도 18은 가로축에 제 1 냉각 에어에서의 상대 습도(%Rh)를 취하고 있고, 세로축에 글라스의 내면 온도(℃)를 취하고 있다.

그리고, 이러한 도 18로부터 명백한 바와 같이, 제 1 냉각 에어의 상대 습도가 80%Rh 미만에서는 상대 습도의 값의 변화에 따라 글라스 용기의 내면 온도가 크게 변화한다고 말할 수 있다. 예를 들면, 제 1 냉각 에어의 상대 습도가 50%Rh에서는 800℃ 정도이며, 상대 습도가 70%Rh에서도 730℃ 정도이다.

이에 반해, 제 1 냉각 에어의 상대 습도가 80%Rh를 넘었을 경우, 상대 습도의 값의 변화에 수반되는 글라스 용기의 내면 온도의 변화는 상당히 작아지고 있다. 예를 들면, 제 1 냉각 에어의 상대 습도가 80%Rh에서는 약 720℃이며, 상대 습도가 90%Rh에서는 약 710℃이며, 상대 습도가 100%Rh에서는 약 700℃이다.

따라서, 제 1 냉각 에어의 상대 습도를 80 ~ 100%Rh로 제어하고, 또한 소정 온도(20 ~ 50℃)의 제 1 냉각 에어를 사용함으로써, 글라스 용기의 내면 온도를 소정 범위 내의 값, 예를 들면 약 700 ~ 720℃의 범위로 정밀도 높게 제어할 수 있다.

또한, 냉각 에어의 온도를 제어함에 있어서, 최고 온도와 최저 온도의 차이를 15℃ 이내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이러한 온도차가 15℃를 넘으면 함유 수증기량의 격차가 커지거나, 매니폴드로부터 냉각 에어를 분배한 후의 온도 격차도 더욱 커지기 때문에, 얻어지는 글라스 용기의 형상이 불균일해지는 경우가 있기 때문이다.

따라서, 냉각 에어의 분사 온도의 최고 온도와 최저 온도의 차이를 12℃ 이내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 냉각 에어의 분사 온도의 최고 온도와 최저 온도의 차이를 10℃ 이내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 제 1 냉각 에어에 포함되는 함유 수증기량을 15 ~ 130 g / m³의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이와 같이 제 1 냉각 에어에 포함되는 함유 수증기량을 소정 범위 내의 값으로 제한함으로써, 소정치 이상의 최대 두께부를 가지는 패리슨을 원 프레스로 성형하고, 이를 냉각했을 경우에 발생하는 패리슨에서의 외관 열화 또는 표면 요철 수를 더욱 저감시킬 수 있기 때문이다.

보다 구체적으로는, 제 1 냉각 에어에 포함되는 함유 수증기량이 15 g / m³ 미만의 값이 되면, 소정치 이상의 최대 두께부를 가지는 패리슨의 외주면으로부터의 냉각이 불충분해지는 경우가 있기 때문이다. 한편, 제 1 냉각 에어에 포함되는 함유 수증기량이 130 g / m³를 넘으면, 경제적으로 불리해지는 경우가 있기 때문이다.

따라서, 제 1 냉각 에어에 포함되는 함유 수증기량을 20 ~ 100 g / m³의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 30 ~ 80 g / m³의 범위 내의 값으로 조정하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 제 1 냉각 에어를 일단 소정 온도로 온도 상승시킨 후, 온도 하강시켜서 온도 20 ~ 60℃의 범위 내의 값으로 조정하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이와 같이 제 1 냉각 에어의 온도를 조정함으로써, 예를 들면 겨울철에서의 상대 습도가 낮은 외기(外氣)를 이용한 것과 같은 경우에도, 확실히 상대 습도를 소정 범위 내의 값으로 조절할 수 있기 때문이다.

따라서, 예를 들면 50 ~ 100℃로 온도 상승시킨 후, 온도 하강시켜서 온도 20 ~ 60℃의 범위 내의 값으로 조정하는 것이 바람직하고, 60 ~ 90℃로 온도 상승시킨 후 온도 하강시켜서 온도 20 ~ 60℃의 범위 내의 값으로 조정하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 제 1 냉각 에어의 분사 시간을 1 ~ 10 초의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이와 같이 제 1 냉각 에어의 분사 시간을 제한함으로써, 소정치 이상의 최대 두께부를 가지는 패리슨을 충분히 냉각할 수 있고, 또한 제조 상의 수율을 높일 수 있기 때문이다.

보다 구체적으로는, 제 1 냉각 에어의 분사 시간이 1 초 미만의 값이 되면 소정치 이상의 최대 두께부를 가지는 패리슨의 냉각이 불충분해지는 경우가 있기 때문이며, 반대로 제 1 냉각 에어의 분사 시간이 10 초를 넘으면 경제적으로 불리해지는 경우가 있기 때문이다.

따라서, 제 1 냉각 에어의 분사 시간을 2 ~ 8 초의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 3 ~ 6 초의 범위 내의 값으로 조정하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 제 1 냉각 에어의 분사 속도를 1 ~ 50 리터 / 초의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이와 같이 제 1 냉각 에어의 분사 속도를 제한함으로써, 소정치 이상의 최대 두께부를 가지는 패리슨을 충분히 냉각할 수 있고, 또한 냉각 시에 발생하는 패리슨에서의 외관 열화 또는 표면 요철 수를 더욱 저감시킬 수 있기 때문이다.

보다 구체적으로는, 제 1 냉각 에어의 분사 속도가 1 리터 / 초 미만의 값이 되면 소정치 이상의 최대 두께부를 가지는 패리슨의 냉각이 불충분해지는 경우가 있기 때문이며, 반대로 제 1 냉각 에어의 분사 속도가 50 리터 / 초를 넘으면 경제적으로 불리해지는 경우가 있기 때문이다.

따라서, 제 1 냉각 에어의 분사 속도를 5 ~ 30 리터 / 초의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 10 ~ 25 리터 / 초의 범위 내의 값으로 조정하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 도 19에 도시한 바와 같은 열 교환기, 즉 열 교환기(80)가 에어 흡입구(85)와 에어 통과로(83)와 냉각 에어 배출구(87)를 구비하고, 또한 에어 통과로(83)의 주위에 냉매(95)에 의한 냉각부(81)를 구비함으로써, 제 1 냉각 에어의 온도 및 상대 습도가 조정되어 있는 것이 바람직하다.

그 이유는, 에어 흡입구(85)로부터 흡입된 에어(88)가 에어 통과로(83)를 통과하는 동안에 에어 통과로(83)의 주위에 구비된 냉각부(81)의 냉매(95)에 의해 냉각되어 에어 배출부(87)로부터 배출되는 구성인 것으로부터, 소정 온도 및 상대 습도를 가지는 제 1 냉각 에어를 효율적이고 또한 저렴하게 얻을 수 있기 때문이다.

또한, 에어 흡입구(85)로부터 도입된 에어가 냉각부(81)와 대향하도록 배치할 수 있기 때문에, 더욱 효율적으로 에어를 냉각할 수 있기 때문이다.

특히, 외기를 그대로 에어 흡입구로 도입한 경우에도, 소정 온도 및 상대 습도를 가지는 제 1 냉각 에어를 효율적으로 얻을 수 있다는 점에서 적합한 열 교환기이다.

여기서, 열 교환기에 구비된 냉매가 물인 것이 바람직하다. 그 이유는, 물을 냉매로 함으로써 효율적으로 에어를 냉각할 수 있고, 또한 보다 저렴하게 에어를 냉각할 수 있기 때문이다.

이때, 필요에 따라 얼음을 혼합하는 것도 바람직하다. 그 이유는, 외기 온도가 높을 때에는 물의 온도도 상승하여 에어를 냉각하는 효율이 저하될 경우가 있기 때문이다. 따라서, 얼음을 혼합함으로써 물의 온도의 상승을 방지할 수 있다.

또한, 이러한 냉매로서의 물을 순환시키면서, 열 교환기의 외부에 추가 설치한 냉각 장치(제 2 냉각 장치라고도 함)를 이용하여 냉각하는 것도 바람직하다. 즉, 열 교환기의 적합예로서, 도 19에 도시한 바와 같이, 열 교환기(80)의 일부에 제 2 냉각 장치(200)가 추가로 설치되어 있는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이와 같이 제 2 냉각 장치를 구비하여 열 교환기의 냉매(물)의 온도를 제어함으로써, 냉각용 에어의 온도 조절 및 포화 증기량의 조절이 용이해지기 때문이다.

즉, 글라스 용기의 제조 장치가 배치되어 있는 환경에서, 예를 들면 여름철에 30℃, 80%Rh 정도가 될 때가 있는데, 이 경우 제 2 냉각 장치(200)에 의해 냉각용 에어의 온도를 노점(예를 들면, 26℃) 이하로 제어할 수 있기 때문이다.

따라서, 계절에 상관없이, 에어에서 포화 수증기량을 넘는 수분은 응축되고, 생성된 응축수에 대해서는 드레인으로부터 배출되는 한편, 냉각용 에어 중에는 포화 증기량 혹은 그에 가까운 양의 수증기만이 존재하게 된다.

따라서, 냉각용 에어 중에 포함되는 응축수에 의한 글라스 용기의 파손을 효율적으로 방지할 수 있다.

또한, 소정량의 수증기만을 포함하는 냉각용 에어를 이용할 수 있기 때문에, 냉각 효율을 매우 높일 수 있어 글라스 용기의 제조 효율을 비약적으로 향상시킬 수 있다.

또한, 기본적으로 수증기만을 포함하는 냉각용 에어를 이용하기 때문에, 얻어지는 글라스 용기의 표면 평활성(平滑性)도 향상되는 것이 판명되어 있다.

또한, 제 2 냉각 장치(200)의 구성에 대해서도 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면 냉매의 압축기, 응축기, 증발기, 순환 장치 등을 포함하는 것이 바람직하다.

(3)-2 제 2 냉각 에어

이어서, 제 2 냉각 에어에 대하여 상세하게 설명한다.

도 13b에 도시한 구성의 바닥틀(22)일 경우, 제 2 냉각 에어(43)가 패리슨(50)의 특정 개소에 집중적으로 분출되지는 않는다.

따라서, 제 2 냉각 에어(43)에 의해 최종 형상의 패리슨(50)을 변형시키지 않는다는 점에서, 글라스 용기의 품질을 현저하게 향상시킬 수 있다.

또한, 제 2 냉각 에어를 패리슨에 직접 주입하지 않고 분출시키기 때문에, 도 16b에 도시한 바와 같이, 제 2 냉각 에어(43)를 패리슨(50)의 외주면을 따라 분출시키는 것이 바람직하다.

이에 따라, 냉각용 금형의 내면에 의해 되돌아온 제 2 냉각 에어에 의해 패리슨을 변형시키는 일도 없기 때문에, 패리슨의 최종 형상을 보다 확실히 유지할 수 있다.

또한, 하방측으로부터 소정의 간극(35)으로 삽입 통과된 제 2 냉각 에어(43)를, 상방측의 패리슨(50)의 구금부(50a) 근방에서의 지지부(21)에 설치한 배출홀(21a)로부터 배출하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 제 2 냉각 에어(43)를 이용하여 패리슨(50)의 외주면 전체를 냉각시킬 수 있기 때문에, 불균일한 온도 차에 의한 글라스 용기의 품질의 저하를 방지할 수 있다.

한편, 블로우 헤드(27)를 개재하여 주입되는 제 1 냉각 에어(41)에 대해서도, 블로우 헤드(27)와 지지부(21) 간에 간극이 마련되어 있다는 점에서, 주입된 제 1 냉각 에어(41)를 효율적으로 배출할 수 있기 때문에, 최종 형상의 패리슨(50)의 내부 형상을 변형시킬 일이 없어진다.

또한, 제 2 냉각 에어 및 제 1 냉각 에어의 압력이 과도하게 너무 크거나 이들 밸런스가 바람직하지 않을 경우에는, 풍압에 의해 패리슨을 변형시키는 경우가 있다.

그래서, 이러한 냉각 에어의 압력의 바람직한 값은 제조하는 글라스 용기의 종류에 따라 바뀌지만, 일례로서 비교적 작은 화장품 등에 사용되는 글라스 용기를 제조할 경우에는, 제 2 냉각 에어의 압력을 0.05 ~ 0.20 MPa의 범위 내의 값으로 하고, 또한 제 1 냉각 에어의 압력을 0.05 ~ 0.20 MPa의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 제 2 냉각 에어의 온도를 20 ~ 80℃, 또한 상대 습도를 50 ~ 100%의 범위 내의 값으로 조정하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이와 같이 제 2 냉각 에어의 온도가 소정 범위에 제한되어 있음으로써, 소정치 이상의 최대 두께부를 가지는 패리슨을 원 프레스로 성형하고, 이를 냉각했을 경우에 발생하는 패리슨에서의 외관 열화 또는 표면 요철 수를 더욱 저감시킬 수 있기 때문이다.

또한, 제 2 냉각 에어에 대해서도, 일단 소정 온도로 온도 상승시킨 후, 온도 하강시켜서 온도 20 ~ 80℃의 범위 내의 값으로 조정함으로써, 예를 들면 겨울철에서의 상대 습도가 낮은 외기를 이용한 것과 같은 경우에도 확실히 상대 습도를 소정 범위 내의 값으로 조절할 수 있다.

또한, 제 2 냉각 에어에 포함되는 함유 수증기량을 10 ~ 130 g / m³의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이와 같이 제 2 냉각 에어에 포함되는 함유 수증기량을 소정 범위 내의 값에 제한되어 있다는 점에서, 소정치 이상의 최대 두께부를 가지는 패리슨을 원 프레스로 성형하고, 이를 냉각했을 경우에 발생하는 패리슨에서의 외관 열화 또는 표면 요철 수를 더욱 저감시킬 수 있기 때문이다.

보다 구체적으로는, 제 2 냉각 에어에 포함되는 함유 수증기량이 10 g / m³ 미만의 값이 되면 소정치 이상의 최대 두께부를 가지는 패리슨의 외주면으로부터의 냉각이 불충분해지는 경우가 있기 때문이다. 한편, 제 2 냉각 에어에 포함되는 함유 수증기량이 130 g / m³를 넘으면 경제적으로 불리해지는 경우가 있기 때문이다.

따라서, 제 2 냉각 에어에 포함되는 함유 수증기량을 15 ~ 100 g / m³의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 30 ~ 80 g / m³의 범위 내의 값으로 조정하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 제 2 냉각 에어에 대해서도, 제 1 냉각 에어와 마찬가지로, 일단 소정 온도로 온도 상승시킨 후, 온도 하강시켜서 온도 20 ~ 60℃의 범위 내의 값으로 조정함으로써, 예를 들면 겨울철에서의 상대 습도가 낮은 외기를 이용한 것과 같은 경우에도 확실히 상대 습도를 소정 범위 내의 값으로 조절할 수 있다.

또한, 제 2 냉각 에어의 분사 시간을 1 ~ 10 초의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이와 같이 제 2 냉각 에어의 분사 시간을 제한함으로써, 소정치 이상의 최대 두께부를 가지는 패리슨을 충분히 냉각할 수 있고, 또한 제조 상의 수율을 높일 수 있기 때문이다.

보다 구체적으로는, 제 2 냉각 에어의 분사 시간이 1 초 미만의 값이 되면 소정치 이상의 최대 두께부를 가지는 패리슨의 외주면으로부터의 냉각이 불충분해지는 경우가 있기 때문이다. 한편, 제 2 냉각 에어의 분사 시간이 10 초를 넘으면 경제적으로 불리해지는 경우가 있기 때문이다.

따라서, 제 2 냉각 에어의 분사 시간을 2 ~ 8 초의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 분사 시간을 3 ~ 6 초의 범위 내의 값으로 조정하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 제 2 냉각 에어의 분사 시간은, 제 1 냉각 에어의 분사 시간과 동일 시간으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 제 2 냉각 에어의 분사 속도를 1 ~ 50 리터 / 초의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이와 같이 제 2 냉각 에어의 분사 속도를 제한함으로써, 소정치 이상의 최대 두께부를 가지는 패리슨을 충분히 냉각할 수 있고, 또한 냉각 시에 발생하는 패리슨에서의 외관 열화 또는 표면 요철 수를 더욱 저감시킬 수 있기 때문이다.

보다 구체적으로는, 제 2 냉각 에어의 분사 속도가 1 리터 / 초 미만의 값이 되면 소정치 이상의 최대 두께부를 가지는 패리슨의 외주면으로부터의 냉각이 불충분해지는 경우가 있기 때문이다. 한편, 제 2 냉각 에어의 분사 속도가 50 리터 / 초를 넘으면 경제적으로 불리해지는 경우가 있기 때문이다.

따라서, 제 2 냉각 에어의 분사 속도를 2 ~ 30 리터 / 초의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 3 ~ 20 리터 / 초의 범위 내의 값으로 조정하는 것이 더욱 바람직하다.

(4) 탈형(脫型) 공정

이어서, 도 16c에 도시한 바와 같이, 냉각된 글라스 용기(50)는 냉각용 금형 또는 블로우 헤드를 분리하여 취출된다.

그리고, 냉각용 금형(20)으로부터 취출된 글라스 용기(50)는, 통상적으로 도 3에 도시한 데드 플레이트(dead plate)(57) 상에서 냉각되는 것이 바람직하다.

그 이유는, 데드 플레이트 상에서 글라스 용기를 외면에서부터 서서히 냉각함으로써, 효과적으로 글라스 용기를 냉각할 수 있기 때문이다.

따라서, 소정 온도가 된 글라스 용기(50)는, 이어서 도 3에 도시한 컨베이어(59)에 의해 서랭(徐冷) 장치(도시하지 않음)로 도입되어, 거기서 실온 부근까지 온도가 저하되게 된다.

또한, 이러한 데드 플레이트의 주위, 특히 하면을 냉각 장치로부터 도입된 냉각 에어를 이용하여 냉각하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 데드 플레이트에 대해서도 냉각 장치로부터 도입된 냉각 에어에 의해 강제적으로 냉각할 수 있어, 장치 전체적으로 글라스 용기를 저렴하고, 또한 효율적으로 냉각할 수 있기 때문이다.

따라서, 후술하는 매니폴드로부터 당해 데드 플레이트까지 냉각 에어용의 배관을 추가로 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 데드 플레이트는, 내열성 또는 방열성이 뛰어나다는 점에서, 카본 등을 재료로 하여 두께 5 ~ 7 mm의 평판으로 구성하는 것이 보다 바람직하다.

데드 플레이트에서 냉각되면서 서랭 장치로 도입되어, 거기서 실온 부근까지 온도가 저하되게 된다.

[실험예]

[실험예 1]

1. 글라스 용기의 제조

도 3에 도시한 글라스 용기의 원 프레스 제조 장치에서, 도 1에 도시한 금형을 이용하여 도 2c에 도시한 외형을 가지는 소다 석회 글라스제의 글라스 용기를 20000 개 제조했다.

이때의 글라스 용기 또는 금형 등의 온도 프로필을 도 20에 나타낸다.

즉, 곱을 시어 컷(shear cut)했을 때의 글라스 온도는 약 1100℃이며, 곱을 성형 금형으로 도입했을 때(곱 인(Gob In))의 온도는 약 900℃이며, 패리슨을 성형할 때의 성형 금형의 온도는 그 동안에 900 ~ 700℃로 하강한 것을 나타내고 있다.

이어서, 성형 금형(조형 열림)이 열렸을 때의 금형 온도는 약 700℃이며, 냉각용 금형에 패리슨을 인버트(invert)했을 때의 패리슨의 온도는 약 700 ~ 750℃로 약간 상승되지만, 냉각용 금형에 의해 패리슨을 냉각할 때의 냉각용 금형의 온도는 그 동안에 750 ~ 680℃로 하강한 것을 나타내고 있다.

이어서, 냉각용 금형으로부터 글라스 용기를 취출했을 때(테이크 아웃)의 글라스 용기의 온도는 약 680 ~ 730℃로 재차 약간 상승되고, 그것이 데드 플레이트 상에서 서서히 냉각되는 것을 나타내고 있다.

또한, 도 3에 도시한 글라스 용기의 원 프레스 제조 장치에는 도 19에 도시한 열 교환기가 구비되어 있어, 당해 열 교환기에 의해 온도 및 상대 습도를 이하의 값으로 조정한 포화 수증기 함유의 냉각 에어(습윤 에어)를 만들었다.

그리고, 만들어진 냉각 에어를 냉각 배관을 거쳐 매니폴드로 도입하고, 이어서 분사 시간 1.5 초, 분사 속도 : 10 리터 / 초의 조건으로, 각각 제 1 냉각 에어 및 제 2 냉각 에어로서 이용했다.

제 1 냉각 에어

온도 : 30℃

상대 습도 : 100%Rh

제 2 냉각 에어

온도 : 30℃

상대 습도 : 100%Rh

2. 글라스 용기의 평가

(1) 외관성

도 2c에 도시한 바와 같은 글라스 용기의 외관(내면 및 외면)으로 제조되었는지 아닌지를 육안으로 관찰하여, 20000 개의 글라스 용기 중에 그 내면에 대한 외관 상의 합격품의 개수, 및 그 외면에 대한 외관 상의 합격품의 개수, 즉 각각 수율을 측정하여 이하의 기준으로 외관성을 평가했다.

◎ : 외관 상의 수율이 99% 이상이다.

○ : 외관 상의 수율이 90% 이상이다.

△ : 외관 상의 수율이 80% 이상이다.

× : 외관 상의 수율이 80% 미만이다.

(2) 치수의 평가

도 1에 도시한 글라스 용기의 숄더부 길이(t1)를 측정하여 평균치, 표준 편차를 산출했다.

즉, 20000 개의 글라스 용기로부터 임의로 10 개의 글라스 용기를 취출했다.

이어서, 각각의 글라스 용기에서의 합계 4 개소의 측정 포인트(p1 ~ p4)의 숄더부 길이(t1)를 버니어 캘리퍼스를 이용하여 측정했다.

이들 측정 포인트(p1 ~ p4)마다의 측정 결과를 표 1, 도 21a 및 도 21b에 나타낸다.

[비교예 1]

비교예 1에서는, 도 1에 도시한 금형 대신에, 도 23에 도시한 바와 같이, 분리선이 최종 형상의 패리슨의 구금부와 몸통체 간의 숄더부에 위치하는 성형틀을 이용하고, 또한 표 1에 나타낸 바와 같이, 제 1 냉각 에어에서의 온도 및 상대 습도와 제 2 냉각 에어에서의 온도 및 상대 습도를 바꾼 것 이외에는, 실험예 1과 마찬가지로 최종 형상의 패리슨을 제작하여 평가했다. 얻어진 결과를 표 1, 도 21a 및 도 21b에 나타낸다.

또한, 도 23에 도시한 종래의 금형을 이용한 것 이외에는, 냉각 에어의 조건에 대해서도 실험예 1과 동일한 조건으로 한 경우에 대해서도, 별도로 실시 및 평가를 행했다.

그 결과, 글라스 용기의 내면에서의 외관성은 다소 향상되지만, 치수의 불균일에 대해서는 전혀 저감시킬 수 없고, 이 때문에 글라스 용기의 외면에서의 외관성에 대해서도 아직 불충분하다는 것이 확인되었다.

[실험예 2 내지 실험예 5]

실험예 2 내지 실험예 5에서는, 표 1에 나타낸 바와 같이, 제 1 냉각 에어에서의 온도 및 상대 습도와 제 2 냉각 에어에서의 온도 및 상대 습도를 바꾼 것 이외에는, 실험예 1과 마찬가지로 원 프레스 제조 방법으로 20000 개의 글라스 용기를 제조하여 평가했다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.

	제 1 냉각 에어		제 2 냉각 에어		외관성의 평가		치수의 평가
	온도 (℃)	상대 습도 (%Rh)	온도 (℃)	상대 습도 (%Rh)	내면	외면	p = 1		p = 2		p = 3		p = 4
	온도 (℃)	상대 습도 (%Rh)	온도 (℃)	상대 습도 (%Rh)	내면	외면	Ave	σ	Ave	σ	Ave	σ	Ave	σ
실험예 1	30	100	30	100	◎	◎	12.2	0.12	12.2	0.11	12.2	0.14	12.2	0.14
실험예 2	40	100	40	100	◎	◎	12.2	0.12	12.2	0.11	12.2	0.14	12.2	0.13
실험예 3	50	100	50	100	○	◎	12.2	0.12	12.2	0.12	12.2	0.14	12.2	0.14
실험예 4	20	95	30	95	○	○	12.2	0.12	12.2	0.12	12.2	0.14	12.2	0.14
실험예 5	30	85	30	85	△	○	12.2	0.13	12.2	0.13	12.3	0.15	12.3	0.15
비교예 1	20	70	20	100	×	○	12.2	0.28	12.4	0.27	12.0	0.27	12.2	0.28

본 발명의 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법에 따르면, 특정 분리선을 가지는 분할형의 성형틀을 이용함으로써 소정치 이상의 최대 두께부를 가지는 패리슨이어도 효율적으로 냉각 성형하고, 결과적으로 양호한 외관성을 가지는 글라스 용기를 안정적으로 생산할 수 있게 되었다.

즉, 본 발명의 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법에 따르면, 금형의 열손상 등이 적어질 뿐만 아니라, 소정치 이상의 최대 두께부를 가지는 패리슨에서의 외관 열화 또는 표면 요철의 발생을 효과적으로 방지할 수 있게 되었다.

Claims

(A) 분리선을 경계로 하여 2 분할되는 성형틀 기부 및 입구틀을 포함하고, 곱(gob)으로부터 최종 형상의 패리슨(parison)을 성형하기 위한 성형틀에 대하여, 상기 곱을 투입한 후, 플런저를 삽입하여 원 프레스(one press)로 몸통부, 구금부 및 그 사이의 숄더부를 구비한 최종 형상의 패리슨을 성형하는 프레스 공정과,
(B) 상기 최종 형상의 패리슨을 상기 입구틀에 의해 파지(把持)한 상태로, 상기 최종 형상의 패리슨의 구금부를 지지하는 지지부, 상기 최종 형상의 패리슨의 저부(底部)를 재치하는 재치부, 및 상기 최종 형상의 패리슨을 내부 냉각하기 위한 블로우 헤드를 가지는 냉각용 금형으로 이송하는 이송 공정과,
(C) 상기 블로우 헤드로부터 상기 최종 형상의 패리슨의 내주면을 따라 제 1 냉각 에어를 분출하고, 상기 재치부에 설치한 분출구로부터 상기 최종 형상의 패리슨의 외주면을 냉각하는 제 2 냉각 에어를 상기 최종 형상의 패리슨의 외주면을 따라 송풍하여, 상기 최종 형상의 패리슨을 글라스 용기로 하는 냉각 공정
을 차례로 실시하는 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법으로서,
상기 프레스 공정(A)에서, 상기 분리선이 상기 최종 형상의 패리슨의 구금부와 몸통부 간의 숄더부에 위치하는 성형틀을 이용하는 것을 특징으로 하는 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 성형틀 기부의 내면이, 돌기부를 가지지 않는 수직면 또는 경사면인 것을 특징으로 하는 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 입구틀의 내부에 가이드 부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 가이드 부재가 스프링재를 개재하여 상기 입구틀의 내부에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 입구틀이 2 분할되고, 상기 2 분할되는 분리선에 접촉하여 상기 입구틀의 위치 결정 부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 최종 형상의 패리슨이 두께 0.8 cm 이상의 최대 두께부를 가지는 것을 특징으로 하는 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 냉각 에어에 포함되는 함유 수증기량을 15 ~ 130 g / m³의 범위 내의 값으로 하는 것을 특징으로 하는 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 냉각 에어의 온도 및 상대 습도가, 에어 흡입구와 에어 통과로와 냉각 에어 배출구와 에어 통과로의 주위에 냉매에 의한 냉각부를 구비한 열 교환기에 의해 조정되어 있는 것을 특징으로 하는 글라스 용기의 원 프레스 제조 방법.