JP4786733B2

JP4786733B2 - ガイドリング及びガラスびん

Info

Publication number: JP4786733B2
Application number: JP2009172837A
Authority: JP
Inventors: 章夫上村; 勲山本
Original assignee: Toyo Glass Co Ltd
Current assignee: Toyo Glass Co Ltd
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2029-07-24
Also published as: JP2011026166A

Description

本発明は、ガラスびんの成形設備の一部であって、パリソン及びガラスびんの口部を成形する口型に装着され、パリソン及びガラスびんの口部天面付近を成形するガイドリング、及びこのガイドリングを用いて成形したガラスびんに関する。

図１５、１６を参照して従来のブローアンドブロー方式によりガラスびんを成形する工程の概略を説明する。図１５（ａ）〜（ｃ）では、粗型２０を用いてゴブＧ（溶融ガラスの塊）から半製品としてのパリソンＰを製造する。図１５（ａ）では、粗型２０内にゴブＧが投入され、図１５（ｂ）ではバッフル２２を通じて上から圧搾空気で加圧され（セッツルブロー）、粗型２０の下にある口型１０にガラスが入って口部が作られる。このときプランジャー２１は所定の位置にセットされている。図１５（ｃ）では、プランジャー２１が下降し、空洞部に空気を吹き込み（カウンタブロー）、粗型２０と上部のバッフル２２でパリソンＰが成形される。図１６は、図１５（ｂ）と（ｃ）の中間の状態の装置をやや詳細に示したものである。同図において、プランジャー２１は所定の位置にセットされ、バッフル２２は粗型２０の上部にセットされている。この後プランジャー２１が下降し、カウンタブローが行われる。図１５（ｄ）では、パリソンＰをメカニズム２５（反転装置）を用いて仕上型２３に移す。この場合、粗型２０を２つ割りの状態に開いてパリソンＰを仕上型２３の上に反転させ、メカニズム２５の先端に設けられた口型１０を２つ割りの状態に開いて、口型１０とガイドリング１とに保持されたパリソンＰを仕上型２３内に解放する。図１５（ｅ）〜（ｆ）ではこの仕上型２３内で最終製品としてのガラスびんＢを成形し（最終吹き込み）、図１５（ｇ）ではこの仕上型２３からガラスびんＢを取り出す。この場合仕上型２３を底型２４の上で２つ割りの状態に開き、この底型２４上のガラスびんＢを取り出す。

ガイドリングは、例えば下記特許文献１，２などに示されている。
図７はこれら従来のガイドリングの概略縦断面図、図８は図７の要部拡大図である。
ガイドリング１は概略ドーナツ板状をなし、その下部面の内周側にガラスびんの口部天面ないし側面上端を成形する成形面２が形成されており、全体が鋳物で一体に形成されている。
成形面２は、ガラスびん口部天面の外縁から側面上端にかけてのＲ面を成形する曲線部３を有する。曲線部３は成形面の縦断面において円弧状をなす。曲線部３の最下端である曲線部下端４が成形面２の下端となっている。

ガイドリング１は、図９に示すように、口型１０に装着される。
口型１０は、概略ドーナツ状をなし、２つ割りの割型となっている。符号１３は割型の合目である。
ガイドリング１が装着された部分の下側内周に、びん口部の外周面を成形する成形面１１が形成されている。成形面１１の縦断面において、その最上部は、びん口部上端のＲ面の直下にある直面８（縦断面が直線状である面）を形成する直線部１２となっている。

図１０は、図７〜９の従来のガイドリングを用いて成形したガラスびんＢの口部側面図、図１１は図１０のＥ部拡大図である。
びんＢの口部側面の最上部は、ガイドリングの成形面２の曲線部３で成形されたＲ面６（縦断面が円弧状の面）で、その下側が口型１０の直線部１２で成形された直面８（縦断面が直線の面）となっている。ガイドリング１と口型１０の境目であるパーティングライン９は、Ｒ面下端７に表れる。

特開２００５−３２４９７７号公報特開２００１−３２８８２４号公報

従来から、ガラスびん口部のガイドリングと口型のパーティングライン９付近、特に口型縦方向パーティングライン１３と９との交差部に段差、欠け（いわゆる「口欠け」）、クラック（いわゆる「ビリ」）などの欠陥が発生しやすいという問題があった。
段差は、図１３に示すように、Ｒ面と直面の間のパーティングラインで生じる。段差が生じる原因は、口型が開くとき（図１５の（ｄ）の過程）に、びん口部がそのどちらかの割型に引っ張られ、ガラスがガイドリング下端部Ｑに当たりやすく、ガイドリングが摩耗するためである。ガイドリング下端部Ｑ付近は曲線で構成されているため、ガラスと点的に当たり、摩耗しやすくなっている。
この段差が原因で、口型が開くとき（図１５の（ｄ）の過程）やその他の衝撃が加わったときにＲ面が欠ける口欠けが発生する。口欠けが起こらなくとも、消費者がびんを使用中に段差部が欠けやすくて危険であり、飲料を直接びん口部から飲む場合に段差が口に当たって不快を感じるという問題もある。
ビリは、ガイドリング成形面の温度差や口型が開くときの衝撃などにより発生するといわれており、これにより口部の強度が著しく減少する。

また、ガラスびん口部天面が平面ではなく波打った状態となるいわゆる「天波」という欠点も生じやすい。
これは、ガイドリング成形面の温度差が原因であるといわれている。天波により、炭酸飲料びんなどの密封性に支障を来す。

本発明は、ガラスびん口部のガイドリングと口型のパーティングライン付近に生じる段差、口欠け、ビリの欠点、及び天波の欠点を生じにくくして、ガラスびんを効率よく生産できるようにすることを課題とするものである。

本発明は、成形面の縦断面において、ガラスびん口部天面の外縁から側面上端にかけてのＲ面を成形する曲線部の下端に続いて縦方向の直線部を設けたことを特徴とするガイドリングである。（請求項１）

これにより、ガイドリングと口型のパーティングラインが、びん口部のＲ面６の下方の直面８に形成される（図５，６）。パ−ティングライン９の縦断面は直線で構成されているため、口型が開くときにびん口部がどちらかの割型に引っ張られても、ガラスとガイドリングは直線的に当たりやすいため、摩耗が少なく段差を生じにくい。また、段差が生じたとしてもきわめて小さなものとなり、当該部分で欠けが生じることはない。したがって、口欠けの欠点も生じにくくなる。パ−ティングライン９が直面８の下方ほど、ガイドリングとガラスとの接触面積が大きくなり、口型が開くときにびん口部がどちらかの割型に引っ張られる抵抗が大きくなって、摩耗が一層生じにくくなる。

ガイドリング成形面２の成形時の温度は、内側ほど高く、外側ほど低い。コンピュータによるシミュレーションを行った結果、本発明のガイドリングは、この温度差が従来と比較してきわめて小さくなることが分かった。
ガイドリング成形面の温度差が小さくなることで、ビリや天波の欠点が減少する。

ガイドリング成形面２の直線部５の長さは、０．３〜１．５ｍｍが適当である。（請求項２）

ガイドリングとガラスとの接触面積は、パーティングラインが直面８の下方になるほど大きくなるので、直線部５の長さが０．３ｍｍに満たないと段差が生じにくくなる作用効果が少なくなる。
直線部の長さが１．５ｍｍを超えると、口型１０を２つ割りの状態に開いて、口型１０とガイドリング１とに保持されたパリソンＰを仕上型２３内に解放するとき（図１５の（ｄ）の過程）、パリソンの開放（ガイドリングからの脱型）がスムースでなくなり、仕上型２３がパリソンを咬み込むなど、成形トラブルが生じる可能性が出てくる。

ガイドリング成形面２の直線部５を、垂直線に対して、成形面の径が下方ほど大きくなるように傾斜させることができる。（請求項３）

直線部５を傾斜させると、これが抜け勾配となり、口型１０を２つ割りの状態に開いたときにパリソンがガイドリングからスムースに脱型され、口部に無理な力が作用せずにビリなどの欠点が生じるおそれがなくなる。

直面８がもともと円筒状（垂直面）のガラスびんの成形に本発明を適用して改善を行う場合、ガイドリング成形面２の直線部５の傾斜角度は、０.５°〜５°が適当である。（請求項４）

直線部５の傾斜角度は、０．５°以上であれば抜け勾配の作用効果が良好に発揮されるが、１.０°程度が最も望ましい。５°以上にすると口部天面付近の径が小さくなり、キャップ性能に問題を生じる可能性が出てくる。１．０°程度であれば、角度が付いていることを目視で認識することがほとんど不可能になる。
直面８がもともと円錐形状（傾斜面）のガラスびんの成形に本発明を適用して改善を行う場合、ガイドリングの直線部５の傾斜角度は同一のままで良い。

また本発明は、前記請求項１〜４のいずれかのガイドリングで成形され、ガイドリングと口型のパーティングラインが前記Ｒ面の下方の直面に表れていることを特徴とするガラスびんである。（請求項５）

このガラスびんは、ガイドリングと口型のパーティングラインが前記Ｒ面の下方の直面に表れていることが特徴となる。
前記のように、パーティングラインに段差がない、又は非常に小さいので、消費者がびんを使用中にＲ部が欠ける危険がなく、飲料を直接びん口部から飲む場合に段差が口に当たって不快を感じることもない。
また、天波がほとんど無いので、炭酸飲料びんとしての密封性に優れている。

本発明のガイドリングを含む金型でガラスびんを製造すると、ガラスびん口部のガイドリングと口型のパーティング付近に生じる段差、口欠け、ビリの欠点、及び天波の欠点がきわめて少なくなり、ガラスびんを効率よく生産できる。
また、ガラスびん口部天面が平面ではなく波打った状態となるいわゆる「天波」という欠点もほとんど無くなる。

本発明のガラスびんは、Ｒ面下端に段差がなくなるので、消費者がびんを使用中にＲ部が欠ける危険がなく、飲料を直接びん口部から飲む場合に段差が口に当たって不快を感じることもない。
また、天波がほとんど無いので、炭酸飲料びんとしての密封性に優れている。

実施例のガイドリング１の概略中央縦断面図である。図１のＡ部拡大図である。直線部の傾斜角度θの説明図である。実施例のガイドリングを装着した口型の概略中央縦断面図である。実施例のガイドリングを用いて成形したびん口部の側面図である。図５のＣ部拡大図である。従来のガイドリングの概略中央縦断面図である。図７のＤ部拡大図である。従来のガイドリングを装着した口型の概略中央縦断面図である。従来のガイドリングを用いて成形したびん口部の側面図である。図１０のＥ部拡大図である。実施例のガラスびんの拡大トレース結果の模式図である。比較例のガラスびんの拡大トレース結果の模式図である。シックネスゲージ試験の説明図である。ブローアンドブロー方式によるガラスびん成形の説明図である。パリソン成形の説明図である。

図１〜３は、実施例のガイドリング１に関するものである。
このガイドリング１の基本形状は、従来のものと同じであるが、その特徴は成形面２の形状にある。
成形面２は、その縦断面において、ガラスびん口部天面の外縁から側面上端にかけてのＲ面を成形する曲線部３の下端４に続いて縦方向の直線部５を有する。直線部５の長さｔは、本実施例の場合１．０ｍｍである。（図２）
直線部５は、垂直線ｖに対して、成形面２の径が下方ほど大きくなるように傾斜している。その傾斜角度θは、本実施例の場合１.０°である。（図３）

図４は、実施例のガイドリング１を口型１０に装着した状態の断面図である。
口型１０の基本形状は、従来のものと同じであるが、ガイドリング１の成形面２に直線部５を形成したので、当該部分のみこれに適合するように変更されている。

図５，６は、図４のガイドリング１及び口型１０を用いて成形した実施例のガラスびんＢの口部の側面図である。粗型、仕上型及び底型は従来と全く同じものを使用した。
このガラスびんＢにおいて、ガイドリング１と口型１０のパーティングライン９が、Ｒ面６の下方（Ｒ面下端７よりも下方）の直面８に表れている。

〔比較例〕
図７〜９は、前期実施例と全く同じ形状のガラスびんを成形する、従来のガイドリング１及び口型１０に関するものである。
従来のガイドリング１の成形面２は、曲線部３の下方に直線部を有しない。曲線部３の下端４は、びん口部のＲ面下端７に相当する。
図９の比較例と図４の実施例を比較すると、図９ではガイドリング１と口型１０のパーティングラインが曲線部３の下端に形成されているのに対し、図４ではパーティングラインがこれよりも下方に下がっている点で異なり、その他は全く同じである。

図１０，１１は、比較例の従来のガイドリング１（図７〜９）を用いて成形した比較例のガラスびんＢの口部の説明図である。
このガラスびんＢにおいて、ガイドリング１と口型１０のパーティングライン９は、Ｒ面下端７、すなわちＲ面６と直面８の境目に表れている。

比較例のガイドリングを用いて、２００８年９月２日から同年９月２３日までの２２日間ガラスびんを成形したところ、ガラスびんに口欠けの欠点が生じたために、口型及びガイドリングを３１回交換しなければならなかった。
その後、実施例のガイドリングを用いて、前記と全く同じ条件で、２００９年２月１０日から同年３月６日までの２５日間、同じ形状のガラスびんを成形したところ、ガラスびんに口欠けは全く発生せず、口型及びガイドリングを交換する必要はなかった。
これにより、本発明によって口欠けの欠点をほぼ完全に防止できることが実証された。

実施例と比較例のガイドリングを用いて成形したガラスびんについて、形状の拡大トレ−スを行った。
これは、ガラスびんの口部を９０°間隔で４個所縦方向に拡大トレースし、その形状を重ね合わせて口部形状の乱れを確認したものである。

図１２は、実施例のガラスびんの拡大トレ−ス結果の模式図である。４個所のトレース形状はほぼ完全に重なっており、口部形状に天波などの乱れが全くない。なお、パーティングラインに僅かな段差が表れているが、段差が小さくその位置も直面であるので、この部分が欠けるおそれはない。また、消費者が飲料を直接びん口から飲む場合でも、段差が口に当たって不快を感じることもない。

図１３は、比較例のガラスびんの拡大トレース結果の模式図である。Ｒ面下端（パーティングライン）において、トレース形状が重なっておらず、段差が発生しているのが分かる。また、天面でもトレース形状が重なっておらず、天波が発生していることが分かる。
この段差は、ガイドリングや口型が摩耗してくると発生しやすくなり、段差が大きくなると口欠けが発生する。
天波は、ガイドリングや口型温度に狂いが生じると発生する。天波を防止するための金型の温度制御は非常に困難であり、完全に天波を防ぐことはできなかった。
しかし、本発明によれば、口欠けや天波をほぼ完全に防止できる。

実施例と比較例のガイドリングを用いて成形したガラスびんについて、シックネスゲージ試験を行った。
この試験は、図１４に示すように、ガラスびんＢを平滑な基板の上に逆さに立て、びん口部天面と基板の間に厚さ０．０３ｍｍのシックネスゲージを種々の角度から差し入れ、シックネスゲージがびん口部天面と基板の間に入り込む部分があるかどうかを試験するものである。シックネスゲージが入り込む部分があれば天波の欠点があるので不合格となり、無ければ口部天面は平滑で天波の欠点が無く、合格となる。

実施例と比較例のガラスびんを１００本ずつ無作為に選び、シックネスゲージ試験を行った。
実施例のガラスびんは全てが合格であったが、比較例のガラスびんは１０本が不合格であった。
これによっても、本発明により天波の欠点がほぼ完全に防止できることが実証された。

実施例のガイドリング（図２）と比較例のガイドリング（図８）について、コンピュータシミュレーションにより、成形時における成形面２の温度分布を解析した。ガイドリング成形面２の温度は、内側ほど高く外側ほど低い。最も内側のＰ点と最も外側のＱ点の温度差は、比較例（図８）では１２°であるが、実施例（図２）では５°であった。
すなわち、本発明のガイドリングは、成形面の温度差が従来のものよりも小さくなり、これにより天波やビリの欠点が発生しにくくなる。

上記のガラスびん成形過程の説明においては、ブローアンドブロー方式によるガラスびんの成形を例示したが、本発明は、プレスアンドブロー方式においても全く同様に用いることができる。また、実施例におけるガイドリングの具体的形状は例示にすぎず、本発明は従来のあらゆる形状のガイドリングに適用できる。

１ガイドリング
２成形面
３曲線部
４曲線部下端
５直線部
６Ｒ面
７Ｒ面下端
８直面
９パーティングライン
１０口型
１１成形面
１２直線部
１３合目
１４シックネスゲージ
２０粗型
２１プランジャー
２２バッフル
２３仕上型
２４底型
２５メカニズム
Ｂガラスびん

Claims

成形面の縦断面において、ガラスびん口部天面の外縁から側面上端にかけてのＲ面を成形する曲線部の下端に続いて縦方向の直線部を設けたことを特徴とするガイドリング。
前記直線部の長さが０．３〜１．５ｍｍである請求項１に記載のガイドリング。
前記直線部が、垂直線に対して、前記成形面の径が下方ほど大きくなるように傾斜している請求項１又は２に記載のガイドリング。
前記傾斜の角度が０.５°〜５°である請求項３に記載のガイドリング。
請求項１〜４のいずれかのガイドリングで成形され、ガイドリングと口型のパーティングラインが前記Ｒ面の下方の直面に表れていることを特徴とするガラスびん。