JPH0240615B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶融ガラスからガラス製品を成形する
方法に関する。さらに詳しくは本発明はブランク
支持面よりも下方に伸びたプレス成形キヤビテイ
を有する実質的に同一の複数個の柔らかいパリソ
ンすなわちブランクをプレス成形し、しかる後そ
の柔らかい予備成形ブランクを吹込成形して最終
中空ガラス製品とする方法に関する。

従来、ハートホードI.S.マシン、ミラープレ
ス・アンド・ブローマシンおよびリンチMBマシ
ンのような通常の手段によつてプレスおよびブロ
ー操作のためのパリソンを成形することは周知で
ある。ハートホードI.S.マシンは複数個のブラン
ク金型を有しており、各金型はそれ自身のプラン
ジヤー、ブローヘツドおよびネツクリングを有し
ている。ブランク金型、プランジヤーおよびネツ
クリングが所定の位置にある時、ガラス装填材料
がブランク金型に入れられ、プランジヤーによつ
てプレス成形される。このプレス成形の際にネツ
クリングにおいてプランジヤーによつてフイニツ
シユが成形される。プランジヤーが除かれた後パ
リソンは完全に成形されており、ブランク金型が
開放されガラスパリソンはネツクリングによつて
保持される。その後ネツクリングが垂直面におい
て180゜回転され密閉されたブロー金型上の位置に
移される。その位置でネツクリングが開放されパ
リソンがブロー金型中に放出される。その後ネツ
クリングは反復サイクルのために逆方向に180゜回
転され元の位置にもどされる。ゴブが最初にブラ
ンク金型に入れられた時からブランク金型が開放
されるまでの間、溶融ガラスは８秒以上金型と接
触している。そのためにブランクすなわちパリソ
ンの温度が著しく低下して硬いパリソンが生じ、
パリソンを吹込成形して完成品とするためにはブ
ランクの心部に保持された熱によるブランク表面
の再加熱が必要となる。

ミラープレス・アンド・ブローマシンおよびリ
ンチMBマシンにおいては、ブランクすなわちパ
リソンを成形するのに金型を複数個有する回転テ
ーブルが用いられている。これらマシンにおいて
は、金型が各位置で止まるようにテーブルは断続
的に回転される。ミラープレス・アンド・ブロー
マシンにおいてはブランクを成形するのに１個の
プランジヤーが用いられており、ブランクはネツ
クリングによつて移動されるが、一方リンチMB
マシンにおいては各金型に個々のプランジヤーが
用いられており、パリソンは吊下げ移動機構によ
つてブランク金型テーブルからブロー金型テーブ
ルに移動される。しかしながら、これらマシンに
おいてもまた初期ブランクすなわちパリソンはブ
ランク金型と長時間接触し、その接触時間はミラ
ーマシンについては５秒以上であり、リンチMB
マシンについては８秒以上である。従つてこれら
マシンにおいても硬いブランクが生じ、最終吹込
成形を行なうためにはブランクの心部に保持され
た熱によつてブランク外面が再加熱されねばなら
ない。ハートホードI.S.マシン、ミラープレス・
アンド・ブローマシンおよびリンチMBマシンの
操作のより詳細な説明はフエイ・Ｖ・ツーレイ氏
著「ガラス製造ハンドブツク」第１巻第326〜339
頁に記載されている。上記から明らかなように、
従来のマシンにおいてはゴブがブランク金型に滞
留する時間が長く、そのためにブランクから過度
の熱が奪われて硬いブランクが生じ、ブランクを
吹込成形して最終製品とするためにはブランクの
心部すなわち内部に保持された熱によるブランク
表面の再加熱が必要である。

米国特許第2263126号には、ガラスのゴブが自
由落下の間に一対のパリソン成形カツプによつて
捕えられ、成形装填材料としてオリフイスプレー
トのオリフイス上に置かれるガラス加工装置が開
示されている。上記カツプによる成形の間のガラ
ス−金属接触時間は本発明の方法において予備成
形キヤビテイを有するパリソンがプレス成形され
る時のガラス−金属接触時間とほぼ同じである
が、その成形装填材料からの実際の製品成形は成
形装填材料がオリフイスプレートの上に置かれて
からしか行なうことができず、従つてガラス−金
属接触時間は実際にはさらに長くなる。

このように現在知られているプレスおよび吹込
成形方法においては一般にブランク金型中でガラ
ス装填材料が成形されて硬いブランクとされ、こ
の硬いブランクは該ブランクが最終製品に変えら
れるブロー金型に入れられる前に再加熱されねば
ならないが、これに対して本発明の方法において
は初期予備成形キヤビテイを有する柔らかいブラ
ンクがプレス成形され、そのガラスは伸長および
成長工程に通され、その後吹込成形されて最終製
品とされる。

従つて、本発明の目的は溶融ガラスから奪われ
る熱の量を最小限度にし、比較的薄肉の製品に成
形される前に軟化点よりも充分に高い温度に加熱
されている柔らかいブランクを得ることによつ
て、既知の溶融ガラスからブランクを成形する技
術を改良することにある。

本発明は初期キヤビテイを有する柔らかい予備
成形ブランクをプレス成形し、その後その柔らか
いブランクを吹込成形して完成品とすることによ
つて中空ガラス製品を成形する方法に関する。柔
らかいブランクはガラス−金属接触時間が最小限
度となるようにリングプレス成形され、プレス成
形完了時における該ブランクの心部温度（Core
temperature）がパリソン金型に装填されるゴブ
の温度と実質的に等しくなるようにされる。本発
明の方法は特に硬質ガラスから柔らかいブランク
をプレス成形するのに適している。

次に第１図乃至第６図によつて本発明の方法を
詳細に説明する。本発明の中空ガラス製品成形方
法はパリソン金型２４の金型キヤビテイ２２に溶
融ガラス２０の装填材料すなわちゴブを装填する
ことによつて始められる。リング２８を有するプ
ランジヤー２６がネツクリング１２のオリフイス
１１を通りパリソン金型２４の金型キヤビテイ２
２内に柔らかいブランク３０をプレス成形する。
柔らかいブランク３０はネツクリング１２のオリ
フイス１１にも押出され、従つてネツクリング１
２によつて支持される。この柔らかいブランク３
０はプランジヤー２６によつて成形されたネツク
リング支持体１２から下方に伸じたキヤビテイ３
２を有している。パリソン金型２４およびプラン
ジヤー２６は新たに成形された柔らかいブランク
３０から直ちに除去され、その後ブランク３０は
ネツクリング１２から吊下げられてガラス−金属
接触時間すなわちブランキング時間が最小限度に
される。これによつてゴブから奪われる熱の量が
最小限度にされ、キヤビテイを有する柔らかいブ
ランクが成形される。ガラス滞留時間が最小限度
保たれる限りは柔らかいブランクをプレス成形す
るのに種々の金型およびプランジヤーを用いるこ
とができるが、金型およびプランジヤーの好まし
い具体例は本出願人によつて本出願と同日に出願
された特許願(1)「ガラスパリソン成形方法および
装置」に示されている。また本発明の方法に用い
られるネツクリングの好ましい具体例は本出願人
によつて本出願の原出願と同日に米国において出
願された「ネツクリング機構」に述べられてい
る。

柔らかいブランクはプレス成形完了時にそのブ
ランクを形成しているガラスの心部温度がブラン
ク金型に装填されたガラス装填材料の温度と実質
的に等しいようなキヤビテイを有するリングプレ
ス成形ブランクとして定義される。プレス成形完
了時において、金型とプランジヤーの間に存在す
る柔らかいブランクの厚さの約10％未満が成形さ
れるガラスの軟化点よりも低く、ガラス厚の残り
の約90％以上がガラスの軟化点よりも高い容易に
成形可能な温度である。

従来の硬いブランクの表面の再加熱が行なわれ
ないならば薄肉軽量ガラス製品の成形において柔
らかいブランクを成形することは絶対必要であ
る。すなわち、柔らかいブランクの成形はブラン
キング時間とガラス温度の関係、すなわちブラン
キング時間とガラス粘度の関係に基づいている。
従つてブランキング時間が最小限度に保たれた場
合、温度勾配を有する表面層が薄く、内部がゴブ
装填温度とほぼ同じ温度を有する柔らかにブラン
クが生じる。再加熱を必要とせずに容易に変形す
ることができるのは柔らかいブランクのガラス軟
化点よりも高い温度を有する部分だけであるの
で、薄肉ガラス製品を生じさせるためにはガラス
軟化点よりも温度の低い表面層を最小限度に保つ
ことが絶対必要である。経済的に得られたブラン
キング時間とガラス温度の関係によれば、ブラン
キング時間における１秒の違いは最終製品の厚さ
における約４％の違いに相当する。従つて本発明
の方法における最大ガラス滞留時間すなわち最大
ブランキング時間は好ましくは１秒未満に保たれ
る。

第３図に示されるように、ブローヘツド３４が
ネツクリング１２に係合され、矢印３６で表わさ
れる吹込空気の使用によつて初期吹込成形パリソ
ン４０が得られる。第４図に示さオリフイス１１
内に保持されておりネツクリング１２によつて支
持されている初期吹込成形パリソンは自重によつ
て伸長し、伸長パリソン５０となる。ガラスブラ
ンクすなわちパリソンのサイズおよび形状は矢印
３８で表わされる外面冷却用空気によつて、また
予め決められたブローヘツド３４からの吹込空気
によつて制御される。その後伸長パリソン５０は
スプリツトブロー金型５２内に移され、ブローヘ
ツド３４から矢印５４で表わされる吹込空気が吹
込まれてパリソンが最終中空ガラス製品６０に吹
込成形される。その後製品は放冷され、薄肉軽量
最終ガラス製品６０としてスプリツトブロー金型
５２およびネツクリング支持体１２から除去され
る。得られる製品は比較的薄肉でありその肉厚は
わずか約1.27mm（0.05インチ）である。これに対
して従来のプレスおよび吹込成形製品は約3.81mm
（0.15インチ）の肉厚、すなわち本発明の方法に
よつて得られる製品の約３倍の肉厚を有してい
る。

第７図は本発明の方法を実施するための連続成
形装置の概要平面図である。装置１０はチエーン
リンク状に連結された複数個のネツクリング１２
を有しており、このネツクリング１２は矢印１４
によつて示される予め決められた移動路に沿つて
移動する。移動路は矢印で示される方向に回転す
るブロー金型テーブルおよびスプロケツトホイー
ル１６並びにスプロケツトホイール１８の円周の
一部を含んでいる。また第７図には第１図乃至第
６図に示される各工程に要する相対時間と共に示
されている。すなわち、複数個のネツクリング１
２がスプロケツトホイール１６および１８によつ
て駆動されて移動路に沿つて一定速度で移動する
とすれば、各工程間の距離はそれら工程に要する
相対時間を表わすことになる。

第１図および第２図に示されるゴブをパリソン
金型に装填し柔らかいブランクをプレス成形する
工程はＡ区間に行なわれ、一方第３図および第４
図に示される初期吹込成形とパリソンの伸長はＢ
区間で行なわれる。第５図に示されるパリソンを
吹込成形して完成品とする工程はネツクリング１
２がブロー金型テーブル１６の円周のアーチ形部
分を通過する時Ｃ区間で行なわれる。その後製品
はＤ区間で冷却され、第６図に示される製品６０
はＥ区間でネツクリングから除去される。その後
ネツクリングがＦ区間で冷却され、Ａ区間にもど
される。

第７図から明らかなように、ブランク成長(B)、
最終製品の吹込成形(C)、製品冷却(D)および取出し
(E)に要する全時間に比較して装填および柔らかい
パリソンのプレス成形(A)に要する時間は比較的わ
ずかである。ゴブのパリソン金型への装填からガ
ラスとパリソン金型およびプランジヤーとの接触
が終了するまでの時間が比較的短いので、ガラス
からは最小限度の量の熱しか奪われず、その結果
柔らかい予備成形ブランクが生じる。望みの形状
および厚さを有する柔らかいブランクのプレス成
形の間ガラス−金属接触時間すなわちブランキン
グ時間は最小限度に保たれるので、柔らかいガラ
スパリソンの内部すなわち心部よりも温度が低く
なる表面層の厚さは比較的薄く、パリソンの内部
の温度はゴブ装填温度のままである。

全工程が約100個／分の商業的に許容される速
度で操業される場合には、全ガラス−金属接触時
間は約0.3秒となり、全工程が上記の半分の速度
で操業される場合でも全ガラス−金属接触時間は
わずかに0.6秒である。従つて、本発明の方法に
おいて柔らかいブランクを成形するのに要する１
秒未満のガラス−金属接触時間は既知の方法にお
ける２乃至８秒のガラス−金属接触時間よりも著
しく短く、従つて本発明の方法においてブランク
をプレス成形する際にガラスから奪われる熱の量
は吹込成形によつて最終製品とするためには再加
熱が必要である硬いブランクを生じる既知の方法
の場合よりも著しく少ない。

本発明の方法においてはガラスがパリソン金型
中に滞留する時間を最小限度にし、ガラスから奪
われる熱の量を最小限度にすることによつて柔ら
かい成形ブランクが生ぜしめられるので、本発明
の方法は特に硬質ガラスから薄肉軽量ガラス製品
を成形するのに適している。ASTMによる“硬
質ガラス”の定義は下記の通りである。

(1) 高温において非常に高い粘度を有するガラ
ス。

(2) 高い軟化点を有するガラス。

(3) 溶融しにくいガラス。

ガラス業界において用いられているように、
“軟質ガラス”という用語は約700乃至725℃の軟
化点を有するソーダ石灰ガラスのような溶融し易
く、また軟化点が比較的低いガラスを意味する。
一方“硬質ガラス”という用語は硼珪酸塩ガラス
のような溶融しにくく、また軟化点が比較的高い
ガラスを意味する。硼珪酸塩ガラスの一例として
約820℃の軟化点を有するコーニング7740ガラス
が挙げられる。

一般に軟質ガラス、すなわち比較的低い温度で
溶融するガラス、は比較的広い使用範囲を有して
いる。一方かなり高い軟化点を有するコーニング
7740硼珪酸塩ガラスのような硬質ガラスは比較的
狭い使用範囲を有している。ASTMは“使用範
囲”を“特定の方法においてガラスが製品に成形
される表面温度の範囲”と定義している。使用範
囲の下限はそのガラスの軟化点付近にあると一般
に考えられるので、特に硬質ガラスが用いられる
場合、パリソンの表面を再加熱するために心部ガ
ラスから奪われなければならない熱の量を最小限
度にするためには柔らかいブランクを成形するこ
とが絶対必要である。柔らかいブランクはガラス
の装填温度と実質的に等しい温度を有する心部
と、そのガラスの軟化点よりも低い温度を有する
最小限度の厚さの表面層を有している。表面層の
厚さがブランクの厚さの約10％未満であり、表面
層をガラスの軟化点よりも高い温度に容易に再加
熱するのに充分な熱をブランクの心部が保持して
いるのが好ましい。柔らかいブランクの粘度は充
分に低く、従つてブランクは吹込成形によつて薄
肉軽量の最終ガラス製品とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の中空ガラス製品成
形方法の概略説明図である。第１図はパリソン金
型へのゴブの装填を示す。第２図はパリソン金型
内での柔らかいブランクのリングプレス成形を示
す。第３図はネツクリングによつて支持された柔
らかいブランクの初期吹込成形を示す。第４図は
自重によるブランクの伸長および空気によるブラ
ンクの冷却を示す。第５図はスプリツトブロー金
型内で伸長ブランクを吸込成形して製品とする様
子を示す。第６図は最終ガラス製品を示す。第７
図は本発明の中空ガラス製品成形方法を実施する
ための連続成形装置の概略平面図である。 １０……連続成形装置、１１……オリフイス、
１２……ネツクリング、１６……ブロー金型テー
ブルおよびスプロケツトホイール、１８……スプ
ロケツトホイール、２０……ゴブ、２２……金型
キヤビテイ、２４……パリソン金型、２６……プ
ランジヤー、２８……リング、３０……ブラン
ク、３２……ブランクのキヤビテイ、３４……ブ
ローヘツド、３６……吹込空気、３８……冷却用
空気、４０……初期吹込成形パリソン、５０……
伸長パリソン、５２……スプリツトブロー金型、
５４……吹込空気、６０……最終ガラス製品。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融ガラス装填材料をパリソン金型に装填
   し、上記装填材料を直ちにプレス成形してその内
   部にキヤビテイを有する柔らかいブランクとし、
   上記プレス形成の間に上記装填材料から奪われる
   熱の量をできるだけ少なくして上記プレス成形完
   了時に上記柔らかいブランクの心部温度が上記装
   填材料の装填温度と実質的に等しくなりかつ該柔
   らかいブランクの断面の少なくとも約90％が上記
   装填材料の軟化点よりも高い温度に保たれるよう
   にし、上記柔らかいブランクを制御しながら成長
   させ、しかる後成長ブランクを吸込成形して比較
   的薄肉の軽量中空ガラス製品とすることを特徴と
   する薄肉軽量の中空ガラス製品の成形方法。 ２ 上記柔らかいブランクおよび上記成長ブラン
   クのネツク部分のみを支持体によつて支持し、該
   柔らかいブランクおよび該成長ブランクを上記支
   持体から吊下げることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の成形方法。 ３ 上記充填材料をリングプレス成形し、上記柔
   らかいブランクをネツクリングによつて支持せし
   めることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の成形方法。 ４ 断続的な吸込成形および自重による伸長によ
   つて上記柔らかいブランクを成長させることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の成形方法。 ５ 上記装填および上記プレス成形を１秒未満の
   時間で行なうことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の成形方法。 ６ 溶融ガラス装填材料をパリソン金型の金型キ
   ヤビテイに装填し、ネツクリングを上記金型に隣
   接させて上記金型キヤビテイの周囲に配置し、上
   記装填材料を直ちにプレス成形してその内部にキ
   ヤビテイを有する柔らかいパリソンとし、上記装
   填および上記プレス成形の間のガラス−金属接触
   時間をできるだけ短くし上記装填材料から奪われ
   る熱の量を少なくして上記プレス成形完了時に上
   記柔らかいパリソンの心部温度が上記装填材料の
   装填温度と実質的に等しくなりかつ上記柔らかい
   パリソンの断面の約10％未満が上記装填材料の軟
   化点よりも低い温度であるようにし、上記柔らか
   いパリソンを上記ネツクリングから吊下げ、上記
   柔らかいパリソンを伸長させ、しかる後伸長パリ
   ソンを吹込形成して中空ガラス製品とすることを
   特徴とする中空ガラス製品の成形方法。 ７ 上記柔らかいパリソンを自重によつて伸長さ
   せながら該パリソンを断続的に吸込成形すること
   を特徴とする特許請求の範囲第６項記載の成形方
   法。 ８ 上記装填および上記プレス成形を１秒未満の
   時間で行なうことを特徴とする特許請求の範囲第
   ６項記載の成形方法。 ９ 上記装填材料をリングプレス成形して上記ネ
   ツクリングにぶら下つて係合した柔らかいパリソ
   ンとすることを特徴とする特許請求の範囲第６項
   記載の成形方法。 １０ 上記装填材料が硬質ガラスであることを特
   徴とする特許請求の範囲第６項記載の成形方法。