JP5842455B2 - 有色ガラス管の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、有色ガラス管の製造装置及び製造方法に関する。

従来、ガラス管の製造方法として、ダンナー法が知られている（例えば特許文献１を参照）。ダンナー法は、マッフル炉内に傾斜して配されており、回転しているスリーブの基端部に溶融ガラスを供給し、スリーブ内に気体を供給しつつスリーブの先端部からガラス管を引き出すことによりガラス管を製造する方法である。ダンナー法によれば、高い形状精度を有するガラス管を容易に製造することができる。

特開平８−２８３０３１号公報

しかしながら、ダンナー法では、スリーブ上における溶融ガラスの滞留時間が長く、溶融ガラスが失透しやすい失透温度域で長く保持される。このため、ダンナー法では、例えば有色ガラス管などの失透しやすいガラスからなるガラス管の製造が困難であるという問題がある。

失透しやすいガラスからなるガラス管の製造として、例えばダウンドロー法などの、ガラスが失透温度域で保持される時間が短い方法を採用することが考えられる。

しかしながら、ダウンドロー法では、高い形状精度を有するガラス管の製造が困難であるという問題がある。

本発明の目的は、有色ガラス管を高い形状精度で製造し得る方法を提供することにある。

本発明に係る有色ガラス管の製造装置は、有色ガラスからなる有色ガラス管をダンナー法により製造するための装置である。本発明に係る有色ガラス管の製造装置は、マッフル炉と、スリーブと、温度制御機構とを備える。スリーブは、マッフル炉内に中心線を回転軸として回転可能に配されている。スリーブの基端部に溶融ガラスが供給され、先端部からガラス管が引き出される。温度制御機構は、マッフル炉内の温度を制御する。スリーブの回転軸の水平方向に対する角度をθ（°）とする。スリーブの回転軸の延びる方向における長さをＬ（ｍｍ）とする。スリーブの基端部におけるガラスの温度をａ（℃）とする。スリーブの先端部におけるガラスの温度をｂ（℃）とする。（ａ−ｂ）／Ｌｃｏｓθが０．１以上となるように、スリーブ及び温度制御機構が設けられている。

本発明に係る有色ガラス管の製造方法は、有色ガラスからなる有色ガラス管の製造方法である。本発明に係る有色ガラス管の製造方法では、マッフル炉と、マッフル炉内に中心線を回転軸として回転可能に配されており、基端部に溶融ガラスが供給され、先端部からガラス管が引き出されるスリーブとを備える製造装置を用いる。スリーブの回転軸の水平方向に対する角度をθ（°）とする。スリーブの回転軸の延びる方向における長さをＬ（ｍｍ）とする。スリーブの基端部におけるガラスの温度をａ（℃）とする。スリーブの先端部におけるガラスの温度をｂ（℃）とする。（ａ−ｂ）／Ｌｃｏｓθが０．１以上の条件で有色ガラス管を製造する。

本発明によれば、有色ガラス管を高い形状精度で製造し得る方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る有色ガラス管の製造装置の模式的側面図である。 図１の線ＩＩ−ＩＩにおけるマッフル炉の略図的断面図である。 図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおけるマッフル炉の略図的断面図である。

以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。

また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。

図１は、本実施形態に係る有色ガラス管の製造装置の模式的側面図である。図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩにおけるマッフル炉の略図的断面図である。図３は、図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおけるマッフル炉の略図的断面図である。

図１に示す有色ガラス管の製造装置１は、着色成分である金属イオンを含み、失透しやすい有色ガラスからなる有色ガラス管の製造に好適に用いられるものである。もっとも、製造装置１は、通常のガラス管の製造にも勿論好適に用いることができる。

製造装置１は、マッフル炉１０を備えている。本実施形態では、マッフル炉１０は、図２及び図３に示すように、成形室１０ａを区画形成している内壁１１と、内壁１１の外側に配された外壁１２とを有する。内壁１１と外壁１２との間には、流路１３が区画形成されている。マッフル炉１０には、この流路１３に臨むバーナー（加熱機構）１４と空気供給機構（冷却機構）１５とが取り付けられている。これらバーナー１４及び空気供給機構１５によりマッフル炉１０内の温度を制御する温度制御機構１６が構成されている。

バーナー１４は、マッフル炉１０の上流側（ｘ１側）に配されている。一方、空気供給機構１５は、マッフル炉１０の下流側（ｘ２側）に配されている。このため、温度制御機構１６によって、マッフル炉１０の成形室１０ａに温度勾配が形成される。具体的には、温度制御機構１６によって、マッフル炉１０の上流側（ｘ１側）部分１０ａ１が相対的に高温にされ、マッフル炉１０の下流側（ｘ２側）部分１０ａ２が相対的に低温にされる。また、マッフル炉１０内には、上流側（ｘ１側）部分１０ａ１と下流側（ｘ２側）部分１０ａ２との間に位置する区画壁１７が設けられている。この区画壁１７によって、上流側（ｘ１側）部分１０ａ１と下流側（ｘ２側）部分１０ａ２との温度差が大きくされている。

マッフル炉１０内には、スリーブ２０が配されている。スリーブ２０は、中心軸Ｃが水平方向（ｘ方向）に対して傾斜して配されている。スリーブ２０は、回転可能である。

スリーブ２０は、回転機構２１に接続されている。有色ガラス管の製造に際しては、スリーブ２０は、モーターなどにより構成された回転機構２１により、スリーブ２０の中心軸Ｃを中心として回転される。

また、スリーブ２０には、ブロア２２が接続されている。有色ガラス管の製造に際しては、このブロア２２によってスリーブ２０内に気体（一般的には空気）が供給される。

マッフル炉１０内には、トラフ２４が配されている。有色ガラス管の製造に際しては、このトラフ２４から、スリーブ２０の基端部２０ａに溶融ガラス２３が供給される。

マッフル炉１０の外部には、マッフル炉１０内においてスリーブ２０により成形された有色ガラス管３０を引き出す管引き機２５が配されている。

次に、製造装置１を用いた有色ガラス管３０の製造方法について説明する。

有色ガラス管３０の製造に際しては、トラフ２４から、有色ガラス管３０を形成するための溶融ガラス２３がスリーブ２０の基端部２０ａに供給される。スリーブ２０は、水平方向（ｘ方向）に対して傾斜して配されているため、溶融ガラス２３は、スリーブ２０の外壁面を伝ってスリーブ２０の先端部２０ｂ側へと流動する。ここで、スリーブ２０は、回転機構２１により回転しているため、溶融ガラス２３は、スリーブ２０の外壁面に巻き取られて該外壁面の外周を一様に覆い、該外壁面を伝って基端部２０ａから先端部２０ｂ側へと流動しながら、均一な厚みの管状に成形される。そして、管引き機２５によりスリーブ２０の先端部２０ｂから有色ガラス管３０が引き出される。なお、スリーブ２０には、ブロア２２から気体が供給されているため、スリーブ２０から離れた後も管状に保持される。

本実施形態では、（ａ−ｂ）／Ｌｃｏｓθが０．１以上となるように、スリーブ２０及び温度制御機構１６が設けられている。すなわち、（ａ−ｂ）／Ｌｃｏｓθが０．１以上の条件で有色ガラス管３０を製造する。

θ：スリーブの回転軸の水平方向に対する角度（°）
Ｌ：スリーブの回転軸の延びる方向における長さ（ｍｍ）
ａ：スリーブの基端部におけるガラスの温度（℃）
ｂ：スリーブの先端部におけるガラスの温度（℃）

このため、スリーブ２０上における溶融ガラス２３の滞留時間を短くできるので、失透を抑制しつつ、高い形状精度を有する有色ガラス管３０を製造することができる。

（ａ−ｂ）／Ｌｃｏｓθは、０．１以上であることがより好ましい。但し、（ａ−ｂ）／Ｌｃｏｓθが大きすぎると、得られる有色ガラス管３０の形状精度が低くなりすぎる場合がある。よって、（ａ−ｂ）／Ｌｃｏｓθは、０．２以下であることが好ましく、０．１５以下であることがより好ましい。

失透を抑制しつつ、高い形状精度を得る観点からは、θは、１０°〜３０°であることが好ましく、１２°〜１８°であることがより好ましい。

Ｌは、７００ｍｍ〜１２５０ｍｍであることが好ましく、９５０ｍｍ〜１１００ｍｍであることがより好ましい。

（ａ−ｂ）は、５０℃〜２００℃であることが好ましく、８０℃〜１４０℃であることがより好ましい。

トラフ２４から溶融ガラス２３の流量は、２００〜３００ｋｇ／時間であることが好ましく、２２５〜２７５ｋｇ／時間であることがより好ましい。

スリーブ２０の回転速度は、４ｒｐｍ〜１０ｒｐｍであることが好ましく、４ｒｐｍ〜７ｒｐｍであることがより好ましい。

１…製造装置
１０…マッフル炉
１０ａ…成形室
１１…内壁
１２…外壁
１３…流路
１４…バーナー
１５…空気供給機構
１６…温度制御機構
１７…区画壁
２０…スリーブ
２０ａ…基端部
２０ｂ…先端部
２１…回転機構
２２…ブロア
２３…溶融ガラス
２４…トラフ
２５…管引き機
３０…有色ガラス管

Claims (2)

1. 有色ガラスからなる有色ガラス管をダンナー法により製造するための装置であって、 マッフル炉と、
   前記マッフル炉内に中心線を回転軸として回転可能に配されており、基端部に溶融ガラスが供給され、先端部からガラス管が引き出されるスリーブと、
   前記マッフル炉内の温度を制御する温度制御機構と、
   前記マッフル炉の上流側部分と下流側部分の間に位置する区画壁と、
   を備え、
   前記スリーブの前記回転軸の水平方向に対する角度をθ（°）とし、
   前記スリーブの前記回転軸の延びる方向における長さをＬ（ｍｍ）とし、
   前記スリーブの基端部におけるガラスの温度をａ（℃）とし、
   前記スリーブの先端部におけるガラスの温度をｂ（℃）としたときに、
   （ａ−ｂ）／Ｌｃｏｓθが０．１以上であり、且つ、（ａ−ｂ）が２００℃以下となるように、前記スリーブ、温度制御機構及び区画壁が設けられている、有色ガラス管の製造装置。
2. 有色ガラスからなる有色ガラス管の製造方法であって、
   マッフル炉と、前記マッフル炉内に中心線を回転軸として回転可能に配されており、基端部に溶融ガラスが供給され、先端部からガラス管が引き出されるスリーブと、前記マッフル炉内の温度を制御する温度制御機構と、前記マッフル炉の上流側部分と下流側部分の間に位置する区画壁とを備える製造装置を用い、
   前記スリーブの前記回転軸の水平方向に対する角度をθ（°）とし、
   前記スリーブの前記回転軸の延びる方向における長さをＬ（ｍｍ）とし、
   前記スリーブの基端部におけるガラスの温度をａ（℃）とし、
   前記スリーブの先端部におけるガラスの温度をｂ（℃）としたときに、
   （ａ−ｂ）／Ｌｃｏｓθが０．１以上であり、且つ、（ａ−ｂ）が２００℃以下の条件で有色ガラス管を製造する、有色ガラス管の製造方法。
   

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