TWI387563B - 玻璃容器之一次模壓製造方法 - Google Patents

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Juji Ishigame
Takenori Yamanaka
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Koa Glass Co Ltd
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玻璃容器之一次模壓製造方法
本發明係關於利用一次模壓成型(one press)形成完成形狀之型坯後,將其冷卻而高效的製造玻璃容器之玻璃容器的一次模壓製造方法。特別係指一種藉由使用具有特定的分離線之分割型的成型模具,即使係特定的分離線不醒目且具有規定值以上的最大壁厚部之玻璃容器,亦可高效的製造的玻璃容器之一次模壓製造方法。
以往,玻璃係化學性能穩定且透明性優良,因此常作為玻璃容器之構成材料被使用著,通常可以使用成型模具進行製造。作為工業上連續製造上述玻璃容器之方法,已知有吹塑及吹塑(blow and blow)成型法或者模壓及吹塑(press and blow)成型法。
例如,吹塑及吹塑成型方法係下述製造方法,亦即:將稱為料塊的熔融玻璃塊填充入粗模具內,並且藉由向該粗模具內吹入吹塑空氣而形成型坯,接著,將該型坯移動入完成模具並再加熱後,藉由向型坯內部吹入吹塑空氣而使其膨脹予以成型為完成模具的形狀。
另外,模壓及吹塑成型方法係下述製造方法,亦即:將稱為料塊的熔融玻璃塊填充辱粗模具內,並且向該粗模具內插入柱塞而形成型坯,接著,將該型坯移動入完成模具並再加熱後,藉由向型坯內部吹入吹塑空氣而使其膨脹予以成型為完成模具的形狀。
然而,上述吹塑及吹塑成型方法或模壓及吹塑成型方法,在成型步驟中,因為利用向型坯內部吹入吹塑空氣進行成型,所以製造的玻璃容器具有主體側之內徑比口部的內徑大的特性。因此,例如在內部容納化妝品等乳膏狀物予以使用時,有較難取出附著於玻璃容器之容器主體的口部附近位置之內容物的顧慮。
另外,於此等成型法中,由於利用吹入吹塑空氣而使型坯與模具成型面壓接予以成型,所以於製得的玻璃容器之表面會殘留模具成型面的表面凹凸或者模具內殘留空氣之痕跡,因此有品質降低的顧慮。
在此,對於所謂較難取出內容物之問題,藉由對玻璃容器之壁厚加厚並將口部與容器主體之內徑均勻的形成,從而可容易的取出內部之內容物。
另一方面,對於所謂於玻璃容器之表面上形成凹凸的問題,藉由在對玻璃容器進行成型時使型坯的表面不與模具接觸即可防止該問題。
因此,可高效的製造此種形狀的壁厚的玻璃容器之製瓶方法乃被提出申請著(參閱專利文獻1)。
較具體而言,其係一種一次模壓製瓶方法,包括:於已填充料塊的完成模具內插入柱塞以形成完成形狀的型坯之模壓步驟;將該完成形狀的型坯移動入冷卻用模具,藉由向冷卻用模具之外部送入第二冷卻空氣及向型坯之內部送入第一冷卻空氣,分別對型坯外周面及內周面強制的進行冷卻之冷卻步驟。
第二十二圖表示實施完成形狀的型坯之冷卻步驟的狀態。
專利文獻1:日本特開2000-211930號(申請專利範圍、第一圖~第三圖)
然而,在專利文獻1所記載的一次模壓製瓶方法中,如第二十三圖所示,構成成型模具300的成型模具基部312及口模315,沿著位於完成形狀的型坯350之帽部350a適當的位置之分離線L2予以開啟,於成型模具基部312之內表面朝向完成形狀之型坯350形成有截面為薄壁狀的突起部312a。
亦即,突起部312a具有與傾斜於完成形狀的型坯350之傾斜方向的肩部接觸的斜部;與口模315a接觸、形成分離線(L2)的分離部;以及與完成形狀的型坯350之帽部350a接觸的前端部,作為截面係薄壁片狀的突起部312a形成於成型模具基部312之內表面。
因此,不僅使用口模315a還使用成型模具之一部分(突起部)312a對完成形狀的型坯之帽部350a進行成型。
在此,於完成形狀的型坯之帽部位置上形成與口模及成型模具基部之分離線對應的痕跡,由於帽部被要求需具有規定精度,所以實施火焰拋光處理等,被發現有無法消除與該分離線對應的痕跡的問題存在著。
而且,於模壓步驟中,由於該突起部經予過度的加熱,被發現有完成形狀的型坯之帽部容易產生裂紋等不良的問題。尤其,於具有規定值以上的最大壁厚部之型坯的帽部,被發現有容易產生該種不良問題。
進而,由於薄壁片狀的突起部經予過度加熱,所以使該突起部之機械強度下降,在使用中亦被發現模具容易破損的問題。
另一方面,亦正予嘗試著於與突起部對應的成型模具位置處,使與來自側方之冷卻空氣選擇性的接觸,欲僅對薄壁片狀的突起部進行冷卻,但產生成型模具整體的溫度分佈容易變大的新問題。因此,亦被發現玻璃容器之最終良良品率下降的問題。
因此,本發明之發明人等鑒於上述問題,經精心探討研究,藉由使用按照位於完成形狀的型坯的帽部(有時也稱為首部)及軀體部之間的肩部的分離線(以下有時也稱為肩分割線)至少二分割成型模具基部及口模的成型模具,不僅能夠使與分離線對應的痕跡變得不醒目而且還能夠實施火焰拋光處理等消除與該分離線對應的痕跡。
亦即,本發明之目的在於提高一種能夠穩定的產生具有良好的外觀性之玻璃容器的玻璃容器之一次模壓製造方法。
根據本發明提供玻璃容器之一次模壓製造方法,順次實施以下步驟:
(A)模壓步驟,向包含以規定的分離線為界進行二分割的成型模具基部及口模並且供從料塊成型為完成形狀的型坯而用之成型模具,投入料塊後,插入柱塞並利用一次模壓對具備軀體部、帽部以及其間的肩部之完成形狀的型坯進行成型;
(B)移送步驟,在利用口模把持完成形狀的型坯之狀態下,向冷卻用模具移送完成形狀的型坯,其中上述冷卻用模具具有:支承完成形狀的型坯之帽部的支承部、載置完成形狀的型坯之底部的載置部、以及用於對完成形狀的型坯進行內部冷卻的鼓風頭(blow head);
(C)冷卻步驟,從鼓風頭沿完成形狀的型坯之內周面吹入第一冷卻空氣,並且從設置於載置部之吹出口沿完成形狀的型坯之外周面送出對完成形狀的型坯之外周面進行冷卻的第二冷卻空氣,從而將完成形狀的型坯形成為玻璃容器,在(A)模壓步驟中,使用分離線位於完成形狀之型坯的帽部及軀體部之間的肩部之成型模具。
如此,藉由使用具有特定的分離線(肩分割線)之成型模具,不僅能夠使與分離線對應的痕跡變得不醒目而且還能實施所示火焰研磨等處理消除與該分離線對應的痕跡。
另外,藉由使用具有特定的分離線之成型模具,能夠省略在成型模具基部之內表面形成的薄壁片狀之突起部。因此,能夠一起解決因該突起部引起的加熱問題及模具破損問題甚至冷卻問題。
另外,在(C)冷卻步驟中藉由兼用第一冷卻空氣及第二冷卻空氣,不僅能夠均勻的且高效的對冷卻用模具內之完成形狀的型坯冷卻,而且還能有效的吸收從完成形狀的型坯放出的遠紅外線。
因此,即使係針對具有規定值以上的最大壁厚部之完成形狀的型坯,也能利用一次模壓成型穩定的且高效的生成具有良好外觀性的玻璃容器。
另外,在實施本發明的玻璃容器之一次模壓製造方法時,以成型模具基部之內表面為不具有突起部之垂直面或傾斜面為宜。
如此,藉由使用規定的成型模具基部,由於不具有薄壁片狀的突起部,所以能夠可靠的消除其被過度加熱而於完成形狀的型坯之帽部容易產生裂紋等不良的問題。
另外,由於不具有薄壁片狀的突起部,所以能夠可靠的消除該突出部的機械強度低、模具容易破損的問題。
再者,由於不具有薄壁片狀的突起部,所以不必進行選擇性的冷卻,能夠提高玻璃容器之良品率,能夠降低製造成本。
另外,在實施本發明的玻璃容器之一次模壓製造方法時,以於口模之內部設置引導構件。
如此,藉由在規定位置設置引導構件,能夠有效的提高經予二分割的狀態之口模的結合時的位置精度。
另外,在實施本發明的玻璃容器之一次模壓製造方法時,引導構件以經由彈簧構件安裝於口模之內部為宜。
如此,利用經由彈簧構件將引導構件設置於規定位置,實施(B)移送步驟,即使於開啟口模時,因彈簧構件的作用能夠將引導構件定位於中心,能夠高精度的將完成形狀的型坯載置於規定位置。
另外,現有的成型模之規定的分割線(以下有時稱為首分割線)位於相當於完成形狀的型坯之帽部的位置,因此實施(B)移送步驟,將完成形狀的型坯移送入冷卻用模具時,在利用口模把持完成形狀的型坯之狀態下,能夠關閉冷卻用模具。因此,即使不具有藉由彈簧構件設置引導構件的情況下,也能將完成形狀的型坯之載置場所固定化。因此,若係在實施(B)移送步驟時的冷卻用模具中的完成形狀的型坯的載置場所之偏移,能夠解決使用具有肩分割線之成型模具時的問題。
另外,在實施本發明的玻璃容器之一次模壓製造方法時,對口模進行二分割,並且設置與該二分割之分離線接觸的口模之間定位構件為宜。
如此,藉由在規定位置上設置口模之定位裝置,能夠使口模及成型模具基部之間的位置精度提高,同時顯著的提高整體的玻璃容器之良品率。
另外,在實施本發明的玻璃容器之一次模壓製造方法時,以完成形狀的型坯具有厚度為0.8cm以上的最大壁厚部為宜。
如此,即使針對具有規定的壁厚部之完成形狀的型坯,能夠利用一次模壓成型,並且能夠均勻且高效的進行冷卻,能夠穩定的且高效的生產具有良好的外觀性的玻璃容器。
另外,在實施本發明的玻璃容器之一次模壓製造方法時,以將第一冷卻空氣所包含的水蒸氣含量設定成15~130g/m3 之範圍內的值為宜。
如此,藉由使用包含規定量的飽和水蒸氣之第一冷卻空氣,不僅能夠均勻且高效的對第一冷卻用模具內之完成形狀的型坯進行冷卻,而且還能有效的吸收從完成形狀的型坯放出的遠紅外線。
另外,在實施本發明的玻璃容器之一次模壓製造方法時,以藉由具備空氣吸入口、空氣通路、冷卻空氣排出口以及在空氣通路之周圍利用冷凍劑的冷卻部之熱交換器,對第一冷卻空氣之溫度及相對濕度進行調整為宜。
藉由使用此種熱交換器,能夠高效且廉價的獲得具有規定溫度及相對濕度之第一冷卻空氣。
特別係,該熱交換器係即使在從空氣吸入口直接吸入外氣之情況下,也能夠高效的得到具有規定溫度及相對濕度之第一冷卻空氣的合適熱交換器。
本發明的實施方式係順次實施以下步驟的玻璃容器之一次模壓製造方法,(A)模壓步驟,向包含以規定的分離線為界進行二分割的成型模具基部及口模並且採用從料塊成型為完成形狀的型坯而用的成型模具,投入料塊後,插入柱塞並利用一次模壓對具備軀體部、帽部以及其間的肩部的完成形狀的型坯進行成型;(B)移送步驟,在利用口模把持完成形狀的型坯之狀態下,向冷卻用模具移送完成形狀的型坯,其中上述冷卻用模具具有:支承完成形狀的型坯之帽部的支承部、載置完成形狀的型坯之底部的載置部以及用於對完成形狀的型坯進行內部冷卻之鼓風頭;(C)冷卻步驟,從鼓風頭沿著完成形狀的型坯之內周面吹入第一冷卻空氣,並且從設置於載置部之吹出口沿著完成形狀的型坯之外周面送出對完成形狀的型坯之外周面進行冷卻的第二冷卻空氣,將完成形狀的型坯形成為玻璃容器,如第一圖所示,在模壓步驟(A)中,使用分離線L1位於完成形狀的型坯50之帽部50a及軀體部50b之間的肩部之成型模具10。
下面,與作為物件的玻璃容器以及供實施一次模壓製造方法而用的玻璃容器之製造裝置,對本發明的玻璃容器之一次模壓製造方法的實施方式同時具體的進行說明。
另外,將在成型模具中所得的至冷卻用模具經予冷卻之前的玻璃容器稱為完成形狀的型坯,將在冷卻用模具經予冷卻至規定溫度之前的狀態之完成形狀的型坯稱為玻璃容器。
1.玻璃容器:
玻璃容器之外觀形狀並未予特別限定,因應用途,可例舉出有矩形玻璃瓶、圓筒形玻璃瓶、異形玻璃瓶、矩形玻璃箱、圓筒形玻璃箱、異形玻璃箱等形狀。
另外,因為本發明的玻璃容器之一次模壓製造方法,因係利用一次模壓形成完成形狀位置法,所以能夠以瓶口及容器主體的內徑實質上相等的玻璃容器作為對象。
亦即,若為此種玻璃容器,即使係化妝品等乳膏狀物亦可予容易的取出,能夠提高使用的便利性。
另外,典型上,如第二(a)~(d)圖所示的玻璃容器50。較具體而言,第二(a)圖表示具有大致的四邊形之平面形狀的四棱柱狀的軀體部50b,並且具有圓筒形的帽部50a之玻璃容器50。
若為此種玻璃容器時,則不僅能夠使與分離線對應的痕跡更不醒目,還能夠針對與存在於肩部之分離線對應的痕跡實施火焰拋光處理等加工而予以消除。
另外,第二(b)圖係第二(a)圖所示的玻璃容器50之截面圖。
進而,第二(c)圖係表示沿著第二(a)圖所示的玻璃容器50之帽部50a的周圍全部或局部之具有溝部50c的玻璃容器50。
其理由係,由於具備此種溝部50c,因此通過該溝部50c容易將殘留於模具內部之空氣向外部排出,並且提高帽部50a之成型性所致。
另外,通常以將上述溝部50c之寬度設定為0.1~2mm之範圍內的值,並且將上述溝部50c之深度設定為0.1~1mm之範圍內的值為宜。
另外,第二(d)圖係表示將軀體部50b設為傾斜面而非如第二(a)圖般的垂直面而予構成的玻璃容器50。
另外,第二(d)圖中的傾斜面係形成著從肩部向底部變窄的樣式,然而並非具有特予限定者,亦可為從肩部向底部變寬的樣式之傾斜面等樣式。
然而,若依據本發明時,由於能夠減少具有規定值以上的最大壁厚部之型坯所產生的外觀劣化或表面凹凸數作為特有的效果,因此,如第二(b)圖具體所示,以基於具有厚度0.8cm以上的最大壁厚部t2之完成形狀的型坯之玻璃容器的外觀形狀作為對象。
另一方面,若最大壁厚部t2過厚時,則難以使用一次模壓製造方法穩定的進行製造,因此,以將最大壁厚部之厚度設定為1~5cm之範圍內的值為宜,以設定為1.2~3cm之範圍內的值為更宜。
另外,玻璃容器中最大壁厚部t2之厚度,意指從玻璃容器之底部或側面,或者如第二(b)圖具體所示般,從角部至玻璃容器之內表面的最短距離。
2.玻璃容器之製造裝置: (1)基本構成:
玻璃容器之製造裝置大體上如第三圖所示,能夠使用行列式製瓶機器(IS機器)100。
唯可予構成為:代替經予填充料塊的現有的粗模具,而使用成型模具10,並且將由該成型模具10經予成型為完成形狀的型坯轉移入冷卻用模具20後,使用鼓風頭27及冷卻用模具20對型坯進行冷卻。
亦即,其係藉由省略現有的再加熱步驟及鼓風步驟,能夠利用一次模壓形成完成形狀的型坯後,藉由僅使該完成形狀的型坯冷卻,而可製造玻璃容器之玻璃容器的製造裝置。
因此,能夠容易且連續的製造口部及容器主體的內徑相等的特定形狀之玻璃容器。
(2)成型模具:
另外,第一圖所示的成型模具10係藉由利用基於柱塞18進行的模壓成型,從而高精度且高生產率形成作為玻璃容器之完成形狀的型坯50之模具。
因此,其特徵在於,使用分離線L1位於完成形狀的型坯50之帽部50a及軀體部50b之間的肩部之成型模具10。
其理由係,如此利用具有特定分離線的分割型之成型模具,因此能夠省略現有如第二十三圖所示般的經予形成於成型模具基部312之內表面的薄壁片狀的突起部312a所致。亦即,能夠一起解決由設置於現有的成型模具基部之突起部引起的加熱問題及模具破損問題,進而能夠一起解決冷卻問題。
因此,即使係具有規定值以上的最大壁厚部之完成形狀的型坯,亦能夠利用一次模壓成型穩定的且高效的生產具有良好的外觀之玻璃容器。
在此,如第一圖所示,成型模具基部12之內表面以不具有突起部之垂直面或傾斜面為宜。
其理由係,因為藉由使用規定的成型模具基部,由於不具有規定的突起部,所以能夠確實的消除因突起部經予過度加熱而在完成形狀的型坯之帽部容易產生裂紋等不良情況的問題。
另外,因為不具有薄膜片狀的突起部,所以能夠確實的消除該突起部之機械強度低、模具容易破損的問題。
再者,因為不具有薄膜片狀的突起部,所以不必選擇性的進行冷卻,能夠提高玻璃容器之良品率、使製造成本降低。
另外,如第一圖所示,以在口模15之內側設置引導構件16為宜。
其理由係,因為藉由在規定位置設置引導構件,所以能夠高效的提高對經予二分割的狀態之口模進行結合時的位置精度。
亦即,如第四(a)~(c)圖所示,其理由係,作為形成玻璃容器的帽部之口模15,即使在重複進行結合及二分割時,亦被要求特別高的尺寸精度所致。
具體而言,在使經予二分割的狀態的口模15的凹部與引導構件16嵌合的狀態下,使經予二分割的狀態之口模15結合,從而能夠高效的提高其位置精度。
另外,如第五圖及第六圖所示,引導構件16以經由彈簧構件16a安裝於口模15之內部為宜。
其理由係,經由彈簧構件將引導構件設置於規定位置,實施移送步驟(B),即使如第五(b)圖所示般開啟口模15時,因彈簧構件16a的作用引導構件16亦予定中心(centering),因此能夠將完成形狀的型坯精度良好的載置於規定位置。
亦即,其理由係,在不具有設置經由彈簧構件安裝的引導構件時,實施如第七(a)~(c)圖所示的移送步驟(B)時,於冷卻用模具20中之完成形狀的型坯50之位置容易從載置場所22之規定位置(中心線L3)偏移。
較具體而言,如第七(b)圖所示,在本發明中使冷卻用模具20從經予移送而來的完成形狀的型坯50之兩側接近時,口模15成為障礙物。
因此,使冷卻用模具20接近完成形狀的型坯50之前,需要利用口模15將完成形狀的型坯50載置於載置場所22之規定位置,並且使口模15從完成形狀的型坯50之附近退避。
因此,完成形狀的型坯50在未為冷卻用模具20支承的狀態下,經予載置於載置場所22上,其結果係容易從規定位置偏離。
因此,經由用於抑制上述偏移之產生而用的彈簧構件設置引導構件係有效的。
另外,如第二十三圖所示,現有的成型模具係在相當於完成形狀的型坯350之帽部的位置上具有規定的分離線L2(以下有時會稱為首分割線。)之成型模具300,因此如第二十二(a)~(d)圖所示,當實施移送步驟(B)向冷卻用模具20移送完成形狀的型坯350時,能夠在藉由口模315把持完成形狀的型坯350之狀態下關閉冷卻用模具20。因此,即使在不具有設置經由彈簧構件安裝的引導構件時,也能對完成形狀的型坯350之載置場所一定化。因此,實施移送步驟(B)時之冷卻用模具中的完成形狀的型坯中之載置場所的偏移,即可予掌握成已使用第一圖所示的具有肩分割線L1之成型模具10的情況下之問題。
接著,至於已設置經由彈簧構件安裝的引導構件之情況,採用第八(a)~(d)圖進行說明。
亦即,若為已設置經由彈簧構件安裝的引導構件16之情況,則即使係從完成形狀的型坯50之附近使口模15退避的情況下,例如,藉由彈簧16a等能夠保持規定位置(中心線L4)之引導構件16,能夠將完成形狀的型坯50穩定的引導至載置場所22之規定位置。
因此,無論是否未為冷卻用模具20支承的狀態下,也能將完成形狀的型坯50穩定的載置於載置場所22之規定位置。
另外,雖未予圖示,然而經由彈簧構件設置的引導構件16及完成形狀的型坯50並非藉由彼此的表面進行接觸而為少許的嵌合的狀態,上述嵌合利用經由彈簧設置的引導構件16有助於完成形狀的型坯50之定中心。
另外,如第五圖及第六圖所示般,彈簧構件16a以螺旋彈簧為宜。
其理由係。藉由使用螺旋彈簧,能夠顯著的提高在高溫條件下的耐久性所致。
另外,如第九圖所示般,以對口模15進行二分割,並且設置與該二分割的分離線L5接觸的口模15之定位構件為宜。
其理由係,如此藉由在規定位置設定口模之定位構件,能夠提高口模及成型模具基板之間的位置精度,並且能夠整體顯著的提高玻璃容器之良品率所致。
亦即,為製造具有第二圖所示的四棱柱狀的軀體部之玻璃容器,與製造具有圓柱狀的軀體部之玻璃容器的情況不同,如第十(a)~(b)圖所示般,有必要使口模15及成型模具基板12中之各自的對應位置準確的一致。
較具體而言,係因為在口模15中形成的玻璃容器之肩部中的四邊形的角與在成型模具基部12中形成的玻璃容器之軀體部中的四邊形之角分別不一致時,不能作為用於製造具有如第二圖所示的四棱柱狀的軀體部之玻璃容器的成型模具而發揮作用。
另外,如第十(a)~(b)圖所示般,分割型的成型模具先與口模15結合,接著與成型模具基部12結合,因此,以將口模15之定位構件30設置為凸型,與此對應在成型模具基部12上設置凹部30’為宜。
另外,定位構件30之材質並未予特別限定,若係具有規定強度之材質即可。
另外,形狀及尺度亦未予特別限定,若係能與設置於成型模具基部12之凹部30’進行嵌合即可。
例如,可以將不銹鋼作為材質,藉由第九(b)圖所示的螺栓30a固定於口模15,至於尺度例如可將突出部分之長度設定為15mm,寬度設定為10mm。
接著,參閱第一圖針對在成型模具10中使用柱塞18對完成形狀的型坯50進行成型之方式進行說明。
首先,上述成型模具係由鐵或鐵合金、黃銅、銅鎳合金等構成,其形狀根據製造的玻璃容器之外形形狀能夠進行適當改變。同樣,柱塞能夠使用與成型模具相同的材料構成,另外,能夠根據製造的玻璃容器之內部形狀適當改變其形狀。
使用此等成型模具及柱塞,在成型模具之內部填充熔融玻璃(料塊),並且在已填充料塊的成型模具中插入柱塞,從而能夠容易的形成與瓶口(口部)及容器主體之內徑相同的特定形狀之玻璃容器的完成形狀。
另外,第一圖所示的柱塞18之構造例如包括:前端部為略帶圓頭的金屬製的圓筒構件之柱塞構件;在其內部經予收容且形成有作為冷卻空氣的通路之間隙、具有多個吹出孔的作為不銹鋼製圓筒構件的冷卻裝置;進一步容納於該冷卻裝置內部的空氣導入通路。
因此,經由空氣導入通路予以導入的冷卻空氣,從冷卻裝置之前端部及設置於其附近的多個吹出孔先予導入間隙。
然後,冷卻空氣藉由間隙,一邊對柱塞構件之內部均勻的冷卻,一邊向外部排出,藉由該過程能夠將柱塞18之整體冷卻至規定溫度。
另外,關於成型模具之溫度,能夠考慮型坯之成型及外觀性、或經濟性等予以確定,通常以設定成400~700℃之範圍內的值為宜。
其理由係,如此藉由將成型模具之溫度設定為規定範圍內的值,能夠藉由一次模壓進行成型而不會在具有規定值以上之最大壁厚部型坯中產生過度的變形,能夠減少在對其進行冷卻時產生的型坯之外觀劣化及表面凹凸數。
較具體而言,若成型模具之溫度小於400℃時,則型坯之成型性過低,在冷卻步驟,往往產生型坯之外觀劣化,或增加表面凹凸之發生數。
另一方面,若成型模具之溫度超過700℃時,則型坯之成型性及冷卻性變得不充分,相反的在冷卻步驟中,往往會產生型坯之外觀劣化,或增加表面凹凸之發生數。
因此,以將成型模具之溫度設定為450~680℃的範圍內的值較宜,以將成型模具之溫度設定為500~650℃的範圍內的值為更宜。
(3)冷卻用模具:
另外,第七圖及第八圖等所示的冷卻用模具20係在內部保持完成形狀的型坯50並供冷卻該型坯50而用的模具。
如第十一(b)圖中所示的一例,上述冷卻用模具20具備:支承型坯50之口部50a的支承部21;載置型坯50之底部經予載置的載置部22。
上述第十一(b)圖中例示的冷卻用模具20由經予配置於與型坯50之側面對應的位置之完成模具26、在相當於完成模具26之口部的位置上所具有的支承部21、作為載置部之底模22構成。
上述冷卻用模具與成型模具不同,僅對完成形狀的型坯冷卻,並且在側面與完成形狀的型坯不直接接觸,因此通常由鑄件、鐵合金、黃銅等構成,其形狀可根據製造的玻璃容器之外形形狀適當改變。
其中,能夠在冷卻用模具之內表面設置由鎳合金等構成的內襯或塗敷脫模劑。
另外,支承部係供支承完成形狀的型坯之口部而保持型坯於冷卻用模具之內部而用的構件。另外,在第十一(b)圖所示的冷卻用模具20中係完成模具26上具有此種支承部21的構成。
如第十二圖所示,具有上述支承部21之完成模具26,例如由經予二分割的兩個構成構件形成,係指夾持著完成形狀的型坯50般的構成。
另外,支承部被配置為:利用支承部21支承完成形狀的型坯50之帽部50a,並且在型坯50之外周面與完成模具26之間設置間隙,以使型坯50之外周面與完成模具26不接觸。
由此,因為在型坯的帽部以外使不接觸冷卻用模具,所以能夠防止冷卻時的玻璃容器之溫度產生變異。
另外,如第十一(b)圖所示,上述支承部21係予配置成不與鼓風頭27接觸,予以構成至使能夠高效的排出第一冷卻空氣41。
另外,如第十二圖所示,在支承部21上以具有第二冷卻空氣的排出孔21a為宜。
其理由係,能夠使從下方側吹出的第二冷卻空氣在型坯的外周面及完成模具之間隙中的、從型坯之底部分至口部分所有的間隙中藉由,能夠對型坯整體均勻的冷卻。因此,能夠提高製造的玻璃容器之品質。
另外,作為第二冷卻空氣之排出孔由於不必對完成模具進行內部加工,因此能夠簡化構成,能夠降低冷卻用模具之製造成本。
另外,作為載置部之底模22係載置完成形狀的型坯之底部的構件,完成模具係經予配置於與完成形狀的型坯之側面對應的位置的構件。
如第十三(a)、(b)圖所示,上述底模22具有:送出第二冷卻空氣43之送風孔24、對從設置於完成形狀的型坯之外周面及完成模具之間的間隙中插通的第二冷卻空氣,從型坯之下方側向型坯吹出而不直接向型坯吹出的第二吹出口25。
藉由設置具有此種支承部及載置部(底模)之冷卻用模具,能夠將第二冷卻空氣從型坯之下方側的第二吹出口向規定方向吹出,因此不對完成形狀的型坯進行直接吹風。
因此,利用第二冷卻空氣之風壓,能夠防止經予成型為完成形狀之型坯變形。
另外,從第二吹出口吹出的第二冷卻空氣能夠從型坯及完成模具之間的間隙中插通,由此能夠從型坯之內側面及外周面進行高效且均勻的冷卻。
並且,無論完成模具之內側面的表面狀態及溫度狀態如何,在獲得的玻璃容器之表面上不會形成不需要的凹凸等,因此能夠提高獲得的玻璃容器之品質。
另一方面,藉由構成為設置在型坯之下方側的底模中具有第二冷卻空氣的第二吹出口,不必在與型坯之側面對應的完成模具上設置第二冷卻空氣的送風孔,並且不必對底模及完成模具之送風孔的位置偏離等進行控制。因此,能夠顯著的簡化冷卻用模具之構造,並且能夠降低冷卻用模具之製造成本。
另外,如第十三(a)圖所示,作為載置部之底模22所具有的第二吹出口25以多個為宜。
其理由係,能夠從多個位置對型坯之外周面及完成模具之間隙提供第二冷卻空氣,能夠高效的使型坯冷卻所致。
另外,在具有多個第二吹出口25時,以沿著載置部22之周圍均等的配置該第二吹出口25為宜。
其理由係,由於能夠使第二冷卻空氣均勻的插通完成形狀的型坯之外周面,所以能夠使製造的玻璃容器之厚度等均勻化,從而能夠提高品質。
另外,關於冷卻用模具之溫度,能夠考慮完成形狀的型坯之冷卻性及外觀性、或經濟性等予以確定,通常以將完成形狀的型坯之表面溫度設定成500~800℃之範圍內的值般的溫度為宜。
其理由係,藉由將此種冷卻用模具之內部的完成形狀的型坯之表面溫度設定為規定範圍內的值,能夠進一步減少由一次模壓成型具有規定值以上的最大壁厚部之完成形狀的型坯,並對其進行冷卻時產生的型坯的外觀劣化及表面凹凸數。
較具體而言,若冷卻用模具的溫度小於500℃時,則使型坯過度冷卻,往往產生型坯之外觀劣化,或增加表面凹凸之發生數,進而,變得過度的使用第一冷卻空氣及第二冷卻空氣,而有經濟上不利的情況。
另一方面,若冷卻用模具之溫度超過800℃時,則型坯之冷卻變得不充分,相反在後續步驟中,往往會產生型坯之外觀劣化,或增加表面凹凸之發生數。
因此,以將冷卻用模具之溫度設定成550~780℃之範圍內的值為較宜,以設定成600~750℃之範圍內的值為更宜。
3.製造步驟: (1)成型步驟:
首先,如第十四(a)圖所示,設置成型模具10,介經漏斗12向該成型模具10中投入玻璃料塊31。
接著,如第十四(b)、(c)圖所示,安裝擋板13以代替漏斗12後,向已填充玻璃料塊31的成型模具10插入柱塞18。然後,在冷卻到型坯50之表面保持一定形狀的程度之前維持該狀態。
在上述成型步驟中,形成希望的完成形狀之型坯。
(2)移動步驟:
接著,如第十五圖所示,取出成型模具及柱塞後,藉由具有懸臂17a之旋轉裝置17將完成形狀的型坯50進行180度旋轉移動,容納於冷卻用模具20。
較具體而言,完成形狀的型坯50在其帽部50a予以與懸臂17a連接的、被作為成型模具10之一部分的口模15支承的狀態下經予旋轉移動,並且予以容納保持於冷卻用模具20內。
亦即,經予移動至冷卻用模具20附近的完成形狀之型坯50在該時間點上藉由開啟口模15,利用該型坯50之自重,其底部載置於底模上。
接著,至少經予二分割的冷卻用模具20從完成形狀的型坯50之側面移動著,在該完成形狀的型坯50之外周面與冷卻用模具20之間已予設置具有規定的寬度之間隙35的狀態下,至少經予二分割的冷卻用模具20關閉,從而包圍完成形狀的型坯50之周圍。
另外,如第五圖及第六圖所示,在口模15之內部設置引導構件16,並且藉由將該引導構件16介經彈簧構件16a而安裝於口模15之內部,即使開啟口模15時,因彈簧構件16a之作用,使引導構件16亦予定於中心,能夠高精度的將完成形狀的型坯50載置於規定位置。
(3)冷卻步驟:
接著,藉由從鼓風頭沿著完成形狀的型坯之內周面吹出第一冷卻空氣,並且從設置於載置部之吹出口沿著完成形狀的型坯之外周面送出冷卻完成形狀的型坯之外周面的第二冷卻空氣,實施將完成形狀的型坯形成為玻璃容器之冷卻步驟。
亦即,如第十六(a)圖所示在冷卻用模具20之上方配置鼓風頭27。此時,鼓風頭27係從支承型坯50之口模50a及型坯之帽部50a的支承部21離開予以配置著。
接著,如第十六(b)圖所示,介經予以配置於冷卻用模具20之上方的鼓風頭27向完成形狀的型坯50之內部吹入規定的第一冷卻空氣41。
同時,從型坯50之下方側對已設置於型坯50之外周面及冷卻用模具20之間的間隙35吹出第二冷卻空氣43,而不直接向型坯50吹出。
由此,從外周面及內側面高效的冷卻完成形狀的型坯50,能夠製成玻璃容器。
(3)-1第一冷卻空氣:
接著,對第一冷卻空氣41進行詳細說明。
首先,從鼓風頭向完成形狀的型坯之內部導入已調整溫度在20~60℃,並且相對濕度在80~100%之範圍內的值之第一冷卻空氣,沿著完成形狀的型坯之內周面送風。
亦即,藉由將第一冷卻空氣之溫度及相對濕度控制在此種範圍內的值,能夠將第一冷卻空氣所包含的水蒸氣含量設定為規定範圍的值。
因此,藉由使用已包含規定的水蒸氣之冷卻空氣,不僅能夠對冷卻用模具內之型坯進行均勻的冷卻,而且能夠高效的吸收從型坯放出的遠紅外線。
另一方面,由於同時藉由第二冷卻空氣對完成形狀的型坯之外周面進行冷卻,因此與特定的第一冷卻空氣相伴,即使藉由一次模壓成型具有規定值以上的最大壁厚部之型坯,並對其已進行冷卻時,也能夠減少此時產生的型坯之外觀劣化及表面凹凸數。
其中,能夠更縮小水蒸氣含量的變異,其結果係,能夠高效且均勻的進而經濟的對完成形狀的型坯進行冷卻,因此,以將第一冷卻空氣的溫度調整在35~50℃,並且相對濕度在85~99%的範圍內的值為較宜,以將第一冷卻空氣之溫度調整在38~50℃,並且相對濕度在90~98%的範圍內的值為更宜。
在此,參閱第十七(a)、(b)圖針對規定相對濕度條件下的第一冷卻空氣及第二冷卻空氣之溫度分別對玻璃容器之內表面溫度及外表面溫度的影響進行說明。
第十七(a)圖之橫軸表示第一冷卻空氣的溫度(℃),縱軸表示玻璃容器的內表面溫度(℃)。另外,線A係第一冷卻空氣之相對濕度為80~100%Rh時的特性圖。另一方面,線B係第一冷卻空氣之相對濕度未滿80%Rh時的特性圖。
根據上述第十七(a)圖所示的特性曲線(線A及線B)可知,第一冷卻空氣之相對濕度為80~100%Rh時,亦即,如線A所示般,無論第一冷卻空氣之溫度為約20~50℃如何,玻璃容器之內表面溫度為大致固定的溫度約700℃。
與此相對,第一冷卻空氣之相對濕度未滿80%Rh時,亦即,如線B所示般,根據第一冷卻空氣之溫度(20~50℃),玻璃容器之內表面溫度變化較大,並且該值係至少720℃以上的高值。
因此,藉由將第一冷卻空氣的相對濕度控制在80~100%Rh,並且使用規定溫度之第一冷卻空氣,能夠將玻璃容器之內表面溫度精度良好的控制在規定範圍內的值、例如680~710℃之範圍。
另外,第十七(b)圖之橫軸表示第二冷卻空氣之溫度(℃),縱軸表示玻璃容器之外表面溫度(℃)。另外,線A係第二冷卻空氣之相對濕度為80~100%Rh時,線B係第二冷卻空氣之相對濕度未滿80%Rh時。
根據該第十七(b)圖所示的特性曲線(線A及線B)可知,第二冷卻空氣之相對濕度為80~100%Rh時,亦即,如線A所示般,無論第二冷卻空氣之溫度(30~50℃)如何,玻璃容器之內表面溫度為630~670℃左右。
與此相對的,第二冷卻空氣之相對濕度未滿80%Rh時,亦即,如線B所示般,根據第二冷卻空氣之溫度,玻璃容器之內表面溫度變化較大,並且該值係至少690℃以上的高值。
因此,藉由將第二冷卻空氣之相對濕度控制在80~100%Rh,並且使用規定溫度之第二冷卻空氣,能夠將玻璃容器的內表面溫度精度良好的控制製在規定範圍內的值、例如630~680℃之範圍。
另外,參閱第十八圖針對規定溫度條件下的第一冷卻空氣之相對濕度的影響進行說明。
第十八圖之橫軸表示第一冷卻空氣中的相對濕度(%Rh),縱軸表示玻璃容器之內表面溫度(℃)。
因此,根據該第十八圖可知,第一冷卻空氣之相對濕度小於80%Rh時,根據相對濕度之值變化,可說玻璃容器之內表面溫度變化較大。例如,第一冷卻空氣之相對濕度為50%Rh時玻璃容器之內表面溫度為800℃左右,相對濕度為70%Rh時則為730℃左右。
與此相對的,第一冷卻空氣之相對濕度超過80%Rh時,隨著相對濕度之值變化而使玻璃容器之內表面溫度的變化變得相當的小。例如,第一冷卻空氣之相對濕度為80%Rh時為約720℃,相對濕度為90%Rh時為約710℃,相對濕度為100%Rh時為約700℃。
因此,藉由將第一冷卻空氣之相對濕度控制在80~100%Rh,並且使用規定溫度(20~50℃)的第一冷卻空氣,能夠將玻璃容器之內表面溫度精度良好的控制在規定範圍內的值、例如700~720℃之範圍。
另外,除控制冷卻空氣之溫度外,以將最高溫度及最低溫度之間的差設定成15℃以內的值為宜。
其理由係,若該溫度差超過15℃時,則水蒸氣含量之變異增大,或自歧管分配後的冷卻空氣之溫度變異變大,因此有時製得的玻璃容器之形狀變得不均勻。
因此,以將冷卻空氣之噴射溫度的最高溫度及最低溫度之差設定成12℃以內的值為較宜,以將冷卻空氣之噴射溫度的最高溫度及最低溫度之差設定成10℃以內的值為更宜。
另外,以將第一冷卻空氣中所含的水蒸氣含量設定成15~130g/m3 之範圍內的值為宜。
其理由係,如此將第一冷卻空氣中所含的水蒸氣含量限制在規定範圍內的值,因此能夠減少利用一次模壓予以成型具有規定值以上的最大壁厚部之型坯,並可使其冷卻時產生的型坯之外觀劣化及表面凹凸數降低所制。
較具體而言,若第一冷卻空氣中所含的水蒸氣含量小於15g/m3 之值時,則從具有規定值以上的最大壁厚部之型坯的外周面進行的冷卻變得不充分。另一方面,若第一冷卻空氣中包含的水蒸氣含量超過130g/m3 時,則經濟上變得不利。
因此,以將第一冷卻空氣中所含的水蒸氣含量設定成20~100g/m3 之範圍內的值為較宜,以將第一冷卻空氣中所含的水蒸氣含量調整成30~80g/m3 之範圍內的值為更宜。
另外,一旦使第一冷卻空氣升溫至規定溫度後予以降溫,以將其調整為溫度20~60℃之範圍內的值為宜。
其理由係,藉由如此調整第一冷卻空氣之溫度,例如即使是已使用冬季期間之相對濕度較低的外氣之情況下,也能夠準確的將相對濕度調節至規定範圍內的值。
因此,例如升溫至50~100℃後予以降溫,以調整成溫度20~60℃之範圍內的值為宜,升溫至60~90℃後予以降溫,以調整成溫度20~60℃之範圍內的值為較宜。
另外,以將第一冷卻空氣之噴射時間設定成1~10秒之範圍內的值為宜。
其理由係,藉由如此控制第一冷卻空氣之噴射時間,能夠對具有規定值以上的最大壁厚部之型坯進行充分的冷卻,並且能夠提高製造上的良品率。
較具體而言,若第一冷卻空氣之噴射時間係小於1秒的值時,則往往使具有規定值以上的最大壁厚部之型坯的冷卻變得不充分,相反的,若第一冷卻空氣之噴射時間超過10秒時,則存在經濟上的不利。
因此,以將第一冷卻空氣之噴射時間設定成2~8秒之範圍內的值為較宜,以調整成3~6秒之範圍內的值為更宜。
另外,優選的,以將第一冷卻空氣之噴射速度設定成1~50公升/秒之範圍內的值為宜。
其理由係,藉由如此限制第一冷卻空氣之噴射速度,能夠對具有規定值以上的最大壁厚部之型坯進行充分的冷卻,並且能夠減少冷卻時產生的型坯中之外觀劣化及表面凹凸數。
較具體而言,若第一冷卻空氣之噴射速度係小於1公升/秒的值時,則往往使具有規定值以上的最大壁厚部之型坯的冷卻變得不充分,相反的,若第一冷卻空氣之噴射時間超過50公升/秒時,則存在經濟上的不利情況。
因此,以將第一冷卻空氣之噴射速度設定成5~30公升/秒之範圍內的值為較宜,以調整成10~25公升/秒之範圍內的值為更宜。
另外,如第十九圖所示的熱交換器、亦即宜為以熱交換器80具有:空氣吸入口65、空氣通路83及冷卻空氣排出口87,並且利用在空氣通路83之周圍設置由冷凍劑95制冷的冷卻部81,調整第一冷卻空氣的溫度及相對濕度。
其理由係,藉由在從空氣吸入口85予以吸入的空氣88通過空氣通路83之期間,利用設置於空氣通路83周圍的冷卻部81之冷凍劑95進行冷卻,從空氣排出部87排出的構成,能夠高效的且廉價的得到具有規定溫度及相對濕度之第一冷卻空氣。
另外,可將從空氣吸入口85予以導入的空氣配置成與冷卻部81對置,因此能夠更高效的對空氣進行冷卻。
尤其,該熱交換器係即使在從空氣吸入口直接的吸入外氣的情況下,也能夠高效的得到具有規定溫度及相對濕度之的第一冷卻空氣的合適的熱交換器。
在此,以熱交換器中所具備的冷凍劑係水為宜。其理由係,藉由以水作為冷凍劑,能夠高效的對空氣進行冷卻,並且能夠更廉價的對空氣進行冷卻。
此時,根據需要,以與冰進行混合為宜。其理由係,在外氣溫度高時,水的溫度也會上升,會使冷卻空氣之效率下降所致。因此,藉由與冰進行混合,能夠防止水溫度之上升。
另外,宜為以使作為該冷凍劑之水循環,甚且使用已設置在熱交換器之外部的冷卻裝置(往往成為第二冷卻裝置)進行冷卻。亦即,作為熱交換器之合適例,如第十九圖所示般,以在熱交換器80之一部分再設置有第二冷卻裝置200為宜。
其理由係,藉由如此控制具有第二冷卻裝置之熱交換器的冷凍劑(水)之溫度,能夠容易的調節冷卻用空氣之溫度及飽和蒸氣量。
亦即,在已配置玻璃容器之製造裝置的環境中,例如,有時在夏季時變為30℃、80%Rh左右,此時藉由第二冷卻裝置200能夠將冷卻用空氣控制在露點(例如26℃)以下。
因此,無論是夏天時抑或是冬天時,也可將空氣中超過飽和水蒸氣含量的水分冷凝,從排水管排出生成的冷凝水,另一方面使冷卻用空氣中僅存在飽和蒸氣量或接近其量的水蒸氣。
因此,能夠高效的防止因冷卻用空氣中包含的冷凝水導致玻璃容器之破損。
另外,由於能夠使用僅包含規定量的水蒸氣之冷卻用空氣,所以能夠使冷卻效率變得極高,能夠飛躍性的提高玻璃容器之製造效率。
再者,基本上由於使用僅包含水蒸氣之冷卻用空氣,因此可知由獲得的玻璃容器之表面平滑性亦可予提高。
另外,第二冷卻裝置200的構成雖未予特別限定,但例如以包括冷凍劑之壓縮機、冷凝機、蒸發器、循環裝置等為宜。
(3)-2第二冷卻空氣:
接著,對第二冷卻空氣進行詳細說明。
在第十三(b)圖所示構成之底模22的情況下,第二冷卻空氣43係不予集中的向型坯50之特定的位置吹出。
因此,由於第二冷卻空氣43不會使完成形狀的型坯50變形,因此能夠顯著的提高玻璃容器之品質。
另外,為使第二冷卻空氣不直接向型坯吹出,如第16(b)圖所示,以使第二冷卻空氣43沿著型坯50之外周面吹出為宜。
因此,由於冷卻用模具之內表面予以反彈的第二冷卻空氣不會使型坯變形,因此能夠更準確的維持型坯之完成形狀。
另外,宜為從上方側的型坯50之帽部50a附近的、已設置於支承部21的排出孔21a排出從下方側經予插通至規定的間隙35之第二冷卻空氣43。
由此,使用第二冷卻空氣43能夠使型坯50之外周面整體冷卻,因此能夠防止由不均勻的溫度差引起的玻璃容器之品質的下降。
另一方面,至於介經鼓風頭27予以吹入的第一冷卻空氣41,由於鼓風頭27及支承部21之間設置有間隙,能夠高效的排出經予吹入的第一冷卻空氣41,因此不會使完成形狀的型坯50之內部形狀發生變形。
另外,於第二冷卻空氣及第一冷卻空氣之壓力過大,或該等的配衡變得不合適的情況時,往往會因風壓而使型坯變形。
因此,上述冷卻空氣之壓力的較佳值,雖根據製造的玻璃容器之種類而變化,但作為一例,在製造較小的化妝品等所使用的玻璃容器之情況下,宜為將第二冷卻空氣之壓力設定成0.05~0.20MPa之範圍內的值,並將第一冷卻空氣之壓力設定成0.05~0.20MPa之範圍內的值。
另外,宜為將第二冷卻空氣之溫度調整成20~80℃,並且將相對濕度調整成50~100%之範圍內的值。
其理由係,藉由如此將第二冷卻空氣之溫度限制在規定範圍,能夠進一步減少利用一次模壓成型具有規定值以上的最大壁厚部之型坯,並使其冷卻時產生的型坯中的外觀劣化及表面凹凸數。
另外,至於第二冷卻空氣,一旦予以升溫至規定溫度後進行降溫,藉由調整成溫度20~80℃之範圍內的值,例如,即使係在使用冬季時之相對濕度低的外氣之情況下,也能夠將相對濕度準確的調節至規定範圍內的值。
另外,宜為以將第二冷卻空氣所含的水蒸氣含量設定成10~130g/m3 之範圍內的值。
其理由係,如此將第二冷卻空氣所含的水蒸氣含量限制在規定範圍內的值,因此能夠減少利用一次模壓成型具有規定值以上的最大壁厚部之型坯,並使其冷卻時產生的型坯中的外觀劣化及表面凹凸數。
較具體而言,若第二冷卻空氣中包含的水蒸氣含量係小於10g/m3 的值,則從具有規定值以上的最大壁厚部之型坯的外周面的冷卻變得不充分。另一方面,若第二冷卻空氣所含的水蒸氣含量超過130g/m3 時,則經濟上變得不利。
因此,以將第二冷卻空氣所含的水蒸氣含量設定成15~100g/m3 之範圍內的值為較宜,以調整成30~80g/m3 之範圍內的值為更宜。
另外,第二冷卻空氣與第一冷卻空氣相同,藉由使其一旦升溫至規定溫度後進行降溫,調整成溫度20~60℃之範圍內的值,例如即使係在使用冬季之相對濕度低的外氣之情況下,也能夠正確的將相對濕度準確的調節成規定範圍內的值。
另外,以將第二冷卻空氣的噴射時間設定成1~10秒之範圍內的值為宜。
其理由係,藉由如此限制第二冷卻空氣之噴射時間,能夠對具有規定值以上的最大壁厚部之型坯進行充分的冷卻,並且能夠提高製造上的良品率。
較具體而言,若第二冷卻空氣之噴射時間未滿1秒的值時,則往往從具有規定值以上的最大壁厚部之型坯的外周面之冷卻變得不充分。另一方面,若第二冷卻空氣之噴射時間超過10秒時,則存在經濟上的不利。
因此,以將第二冷卻空氣之噴射時間設定成2~8秒之範圍內的值為較宜,以將噴射時間調整成3~6秒之範圍內的值為更宜。
另外,以將第二冷卻空氣之噴射時間及第一冷卻空氣之噴射時間設定成同一時間為宜。
另外,以將第二冷卻空氣之噴射速度設定成1~50公升/秒之範圍內的值為宜。
其理由係,藉由如此限制第二冷卻空氣之噴射速度,能夠對具有規定值以上的最大壁厚部之型坯進行充分的冷卻,並且能夠減少冷卻時產生的型坯中之外觀劣化及表面凹凸數。
較具體而言,若第二冷卻空氣之噴射速度係小於1公升/秒的值時,則往往從具有規定值以上的最大壁厚部之型坯的外周面之冷卻變得不充分。另一方面,若第二冷卻空氣之噴射時間超過50公升/秒時,則存在經濟上的不利。
因此,以將第二冷卻空氣之噴射速度設定成2~30公升/秒之範圍內的值為較宜,以調整成3~20公升/秒之範圍內的值為更宜。
(4)脫模步驟:
接著,如第十六(c)圖所示,已予冷卻的玻璃容器50離開冷卻用模具及鼓風頭而被取出。
因此,宜為以將從冷卻用模具20取出的玻璃容器50通常在第三圖所示的固定板上進行冷卻。
其理由係,藉由在固定板上從外表面漸漸使玻璃容器冷卻,能夠高效的對玻璃容器進行冷卻所致。
因此,接著藉由第三圖所示的傳送帶59將變為規定溫度的玻璃容器50導入緩冷裝置(未予圖示),於是成為溫度下降到室溫附近。
另外,宜為以使用從冷卻裝置導入的冷卻空氣對該固定板之周圍,特別的是下面進行冷卻。
藉由如此構成,也能夠利用從冷卻裝置導入的冷卻空氣對固定板強制的進行冷卻,作為裝置整體能夠廉價且高效的對玻璃容器進行冷卻。
因此,宜為以從後述的歧管至該固定板還設置冷卻用配管。
另外,固定板構成為以耐熱性及散熱性優異的碳等作為材料厚度為5~7mm之平板為較宜。邊於固定板上進行冷卻邊予導入緩冷裝置,於是成為溫度下降至室溫附近。
實施例1: 1.玻璃容器之製造:
在第三圖所示的玻璃容器之一次模壓製造裝置中,使用第一圖所示的模具,製造20000個具有第二(c)圖所示的外形之鈉鈣玻璃製的玻璃容器。
此時,在第二十圖中表示玻璃容器及模具等的溫度外廓線。
亦即,已剪切料塊時的玻璃溫度係約1100℃,將料塊導入成型模具時(投入料塊)之溫度係約900℃,對型坯進行成型時的成型模具之溫度,在該期間內係表示著從900℃下降至700℃。
接著,成型模具(粗模具開)開啟時的模具溫度係約700℃,將型坯向冷卻用模具倒置時的型坯之溫度從約700稍微上升至750℃,但利用冷卻模具,對型坯進行冷卻時的冷卻用模具之溫度在該期間內係表示著從750℃下降至680℃。
接著,從冷卻用模具取出玻璃容器時(取出)時的玻璃容器之溫度係從約680℃~730℃再次稍許上升,係表示著其在固定板上漸漸的冷卻。
另外,在第三圖所示的玻璃容器之一次模壓製造裝置中具備第十九圖所示的熱交換器,藉由該熱交換器生成含有已調整溫度及相對濕度為以下值的飽和水蒸氣之冷卻空氣(濕潤空氣)。
因此,藉由冷卻配管將生成的冷卻空氣導入歧管,接著以噴射時間為1.5秒、噴射速度為10公升/秒之條件,將其分別作為第一冷卻空氣及第二冷卻空氣使用。
第一冷卻空氣:
溫度:30℃
相對濕度:100%Rh
第二冷卻空氣:
溫度:30℃
相對濕度:100%Rh
2.玻璃容器之評估: (1)外觀性:
目視觀察是否製造出第二(c)圖所示的玻璃容器之外觀(內表面及外表面),測量20000個玻璃容器中其內表面之外觀上合格品的個數及其外表面之外觀上合格品的個數,即各自的良品率,用以下的基準對外觀進行了評估。
◎:外觀上的良品率為99%以上。
○:外觀上的良品率為90%以上。
△:外觀上的良品率為80%以上。
×:外觀上的良品率未滿80%。
(2)尺度的評估:
測量第一圖所示的玻璃容器之肩高t1,計算出平均值、標準偏差。
亦即,從20000個玻璃容器中任意取出10個玻璃容器。
接著,使用深度遊標卡尺測量各玻璃容器中共計4個位置的測量點p1~p4之肩高t1。
在表1及第二十一圖中表示每一個此等測量點p1~p4之測量結果。
比較例1:
在比較例1中,代替第一圖所示的模具,使用如第二十三圖所示的分離線位於完成形狀的型坯之帽部及軀體部之間的肩部之成型模具,並且如表1所示除改變第一冷卻空氣中的溫度及相對濕度、及第二冷卻空氣中的溫度及相對濕度以外,其餘與實施例1同樣的製造完成形狀的型坯進行評估。在表1及第二十一圖中表示所得的結果。
另外,除使用第二十三圖所示的現有的模具以外,將冷卻空氣之條件設為與實施例1相同的條件的情況時,另外進行實施及評估。
其結果,雖然可確認玻璃容器之內表面的外觀性多少提高,但對於尺度之變異未能有任何的降低,故對於玻璃容器之外表面的外觀性經予確認仍不充分。
實施例2~5:
在實施例2~5中,如表1所示除改變第一冷卻空氣中的溫度及相對濕度、及第二冷卻空氣中的溫度及相對濕度以外,其餘與實施例1同樣的用一次模壓製造方法製造20000個玻璃器,並進行評估。在表1中表示所得的結果。
產業上的可利用性
若依本發明的玻璃容器之一次模壓製造方法時,藉由使用具有特定的分離線之分割型的成型模具,即使對具有規定值以上的最大壁厚部之型坯也能高效的進行冷卻成型,其結果係,能夠穩定的生產具有良好的外觀性之玻璃容器。
亦即,若依本發明的玻璃容器之一次模壓製造方法時,不僅能夠使模具的熱損傷等變少,還能高效的防止具有規定值以上的最大壁厚部之型坯中的外觀劣化及表面凹凸之發生。
10...成型模具
12...漏斗
13...擋板
15...口模
15a...口模
16...引導構件
16a...彈簧構件
17...旋轉裝置
17a...懸臂
18...柱塞
20...冷卻用模具
21...支承部
22...載置場所
24...送風孔
25...第二吹出口
27...鼓風頭
26...模具
30...定位構件
30’...凹部
30a...螺栓
35...間隙
41...第一冷卻空氣
43...第二冷卻空氣
50...型坯
50a...帽部
50b...軀體部
50c...溝部
80...熱交換器
81...冷卻部
83...空氣通路
85...空氣吸入口
87...冷卻空氣排出口
95...冷凍劑
100...行列式製瓶機器
200...第二冷卻裝置
300...成型模具
312...成型模具基部
312a...突起部
315...口模
350...型坯
350a...帽部
L1...分離線
t1...肩高
t2...最大壁厚部
第一圖係供說明成型模具而用的圖。
第二(a)~(d)圖係供說明玻璃容器而用的圖。
第三圖係表示玻璃容器之製造裝置的圖。
第四(a)~(c)圖係供說明引導構件而用的圖。
第五(a)~(b)圖係供說明經由彈簧安裝的引導構件之構造而用的圖。
第六(a)~(b)圖係供說明經由彈簧安裝的引導構件之構造用的另一圖。
第七(a)~(c)圖係供說明從不具有使用經由彈簧安裝的引導構件時之口模向冷卻用模具載置而用的圖。
第八(a)~(d)圖係供說明經由彈簧安裝的引導構件之作用而用的圖。
第九(a)~(b)圖係供說明口模之定位構件而用的圖。
第十(a)~(b)圖係供說明口模之定位構件的作用而用的圖。
第十一(a)~(b)圖係供說明鼓風頭及冷卻用模具之間的關係而用的圖。
第十二(a)~(c)圖係供說明冷卻用模具之支承部及完成模具而用的圖。
第十三(a)~(b)圖係供說明作為冷卻用模具之載置部的底模而用的圖。
第十四(a)~(c)圖係供說明型坯之成型步驟而用的圖。
第十五圖係供說明型坯之移動步驟而用的圖。
第十六(a)~(c)圖係供說明型坯之冷卻步驟而用的圖。
第十七(a)~(b)圖係表示在規定相對濕度條件下的冷卻空氣之溫度的影響圖。
第十八圖係表示在規定溫度條件下的第一冷卻空氣之相對濕度的影響圖。
第十九圖係供說明熱交換器而用的圖。
第二十圖係表示基於玻璃容器之一次模壓製造方法的溫度輪廓線圖。
第二十一(a)~(b)圖係表示實施例1及比較例1中肩高之測量結果圖。
第二十二(a)~(d)圖係供說明現有技術中之從口模向冷卻用模具載置而用的圖。
第二十三圖係供說明現有技術中之成型模具而用的圖。
10...成型模具
12...漏斗
15...口模
15a...口模
16...引導構件
18...柱塞
50...型坯
50a...帽部
50b...軀體部
L1...分離線
t1...肩高

Claims (8)

  1. 一種玻璃容器之一次模壓製造方法,其特徵在於係順次實施以下步驟:(A)模壓步驟,對包含以分離線為界進行二分割的成型模具基部及口模並且供從料塊成型為完成形狀的型坯而用之成型模具,投入前述料塊後,插入柱塞並利用一次模壓對具備軀體部、帽部以及其間的肩部之完成形狀的型坯進行成型;(B)移送步驟,在利用前述口模把持前述完成形狀的型坯之狀態下,向冷卻用模具移送前述完成形狀的型坯,其中前述冷卻用模具具有:支承所述完成形狀的型坯之帽部的支承部、載置前述完成形狀的型坯之底部的載置部以及共對前述完成形狀的型坯進行內部冷卻之鼓風頭;(C)冷卻步驟,從前述鼓風頭沿著所述完成形狀的型坯之內周面吹入第一冷卻空氣,並且從設置於前述載置部的吹出口沿著所述完成形狀的型坯之外周面送出對前述完成形狀的型坯之外周面進行冷卻的第二冷卻空氣,從而將前述完成形狀的型坯形成為玻璃容器而成,在前述(A)模壓步驟中,使用前述分離線位於前述完成形狀的型坯之帽部及軀體部之間的肩部之成型模具。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的玻璃容器之一次模壓製造方法,其中前述成型模具基部之內表面係不具有突起部之垂直面或傾斜面。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的玻璃容器之一次模壓製造方法,其中前述口模之內部係設置引導構件。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的玻璃容器之一次模壓製造方法,其中前所述引導構件係經由彈簧構件安裝於前述口模之內部。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的玻璃容器之一次模壓製造方法,其中前述口模係進行二分割,並且設置有與該二分割的分離線接觸的前述口模的定位構件。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的玻璃容器之一次模壓製造方法,其中前述完成形狀的型坯係具有厚度0.8cm以上的最大壁厚部。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的玻璃容器之一次模壓製造方法,其中前述第一冷卻空氣所含的水蒸氣含量為15~130g/m3 的範圍內的值。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的玻璃容器之一次模壓製造方法,其中前述第一冷卻空氣之溫度及相對濕度係藉由熱交換器進行調整,前述熱交換器具備空氣吸入口、空氣通路、冷卻空氣排出口以及在空氣通路的周圍利用冷凍劑製冷的冷卻部。
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