JPS5964534A - ガラス器物の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本弁明は〕Ｊラス器物の成形方法に関し、訂しくは炭素
繊維の加工品を有効利用すべく、加工品を所望形状に加
工して治工具を作成し、ガラス成形時の型表面材として
用いることによって、得られるガラス製品の品で（およ
び生産性をｌｉ’Ｕ−にｕＬ／めたカラス器物の成形方
法に関する。

従来、ガラス器物類の成形時の型表面材としく゛紙パル
プ貿の材質やコルク粉末等、主に天然の有機質物質をそ
のまま加工し、まｌζはデス１〜吹きして炭素膜を金型
内面に作り、型吹きに使用していた。この際いずれの場
合も吸水性を持たＵるようにして使用時に水を噴射およ
び含浸ざ（ユて高温ガラスの接触ににり水蒸気層形成に
よるクッション効果を利用しカラス器物の粘着、キズ等
の防止とスベリ効果をよくしていｌ〔。しかし天然の有
機質物質は高温ガラスによる酸化作用にＪζり非常に短
１１５間で燃焼灰化してしまい安定した効果が１９られ
す、ｊ：た、天然の有機質物質の特徴として各々の人手
１］ットごとにかなり特性が異なり、そのため製品の品
質にも大さな変動が発生し好ましくない。

さらに表面Ｊ：りの累ｌの「巻込めくれＪ現象、づなわ
らガラスを回転しながら成型する際に型がめくれてガラ
スの中へ巻ぎ込まれる現象が発生し−（しまい、累月の
小片がカラス器物に付着して汚れ、製品の欠点となり、
歩留りを低下させていた。例えば、型表面材として紙パ
ルプ貿を用いる場合、紙は柔軟性があり、吸水性があり
好ましいが、構造的にはバルブ繊維を主に粘土、蝋石粉
、タルク粉等秤々混入している。この内バルブ繊維は高
温カラス器物の熱により加熱され炭化してガラスの成形
に対し有効に働くが他の粘土、瘤石粉、タルク粉等はガ
ラス器物へのキズや汚れの原因になる。

この欠点により歩留りが低下しツノラス成形上の大きな
障害となっており、この汚れだけでも歩留りが約２％稈
度にも達している。

また、このような紙質系は含水すると膨潤と同時に強度
が著しく低下し、そのため大変♀く損傷してしまい、連
続使用に耐えない（長く持っても２〜３時間である）。

それ故、取りｔ々え回数が多く、かつその取り替え前後
のＱＪｉ　ｌ’ｌ−の変動か人きく、それが直接ガラス
器物の外１１Ｊ品Ｙｊｊに」！３響をｔノえてしまい、
安定したカラス品質が１７られず不良である。

これ等の成形時の不安定要素や欠点等がガラス工場の大
きな１つの障害になっている。型材としてはこの他に、
従来、前記紙バルブ貿の材質やコルク粉末から形成した
炭素膜の他、文献等によると黒鉛、水側、Ｅリブデン粉
末、パラフィン質油ど黒鉛粉の混合、シリコン油、アマ
ニ油、木炭わ）、樹脂、硫黄、ゴＩ＼、グリース等、種
々の材質が使用可能であるどの報告もあるが、実際には
ぞれぞれ重大な欠点があり特に高級クリスタルガラス食
器等の成形には不適当であり実質的に使用不可能である
。

例えば、黒鉛板等の従来の黒鉛（Δは硬く、もろく、弱
く、柔軟性は全くなく、そのため成形時の圧力等の作用
）ｊに対゛す“る強度が出ないのＣ必然的に２〜３　ｎ
ｌ　／　ｍの摩みは最低心嚢である。しかしこの程度の
厚みの黒鉛材に含水させて成形しようとづると高温ガラ
スの熱を大腿に短時間の間に奪・）てしまい、そのため
ガラス表面の温度が急に大幅に低下し、その結果高温ガ
ラスの粘度が魚に増大しガラスの塑性圧延成形ができな
くなり、成形不可能になっ−Ｃ使用が困難となる。仮に
、黒鉛板を極端に薄く加工し、強度等を無視して高温ガ
ラスの急冷が防止できたとしても、黒鉛板はいわゆるレ
ラミック的性質で全く柔軟性や形状のなじみ作用がない
ので、被成形ガラス曲面に対しても常に線おＪζび点接
触しかでき得ず、それ故いわゆるスムースな塑性圧延成
形ができない。無理に成形したとし−Ｃもそのカラス面
は筋や凹凸性を帯びた全く商品価値のないガラス器物に
なってしまい、特に高級クリスタルガラス食器の成形に
は全く使用不可能である。

本発明は、かかる従来に、１３１プるガラス成形時の型
表面材に起因する欠点を克服づへくなされたものであっ
て、安定な成形性と型拐表面のいわゆる「巻込みめくれ
−１にＪ、る製品の汚れを防止したガラス器物の成形１
）法を提供することを目的どし、特に高品質が要求され
るクリスタルツノラス食器の成形方法どして利用される
。

本発明のこの目的は、以下のカラス器物の成形方法によ
り達成される。

ずなわら、炭素繊維原料を溶融紡糸して得られた繊維を
熱処理した後、炭化処理あるいは必要に応じて黒鉛化処
理して１■られた炭素繊維を、−吹成形加工した加二［
品を、更に所望形状に加］して治工具を作成し、該治工
具をカラス成形時に型表面側としてガラス成形用型に利
用して、ガラス器物を予備成形および成形することを特
徴とづるカラス器物の成形方法にある。

本発明に使用する炭素繊維原料としてはポリアクリロニ
１〜リル、石油またはわ炭ビッヂ、レーヨン等である。

この炭素繊維原料から炭素繊維を製造する方法は公知の
方法が採用でき、いずれの１ｊ法によって得られた炭素
繊維でも本発明にお（プる型表面＋Ａとじで使用でさる
。、ｌ′Ａえは、紡糸は炭素繊維原料の軟化点Ｊ、りも
２０〜９０　’Ｃ高い温度シ二で’ｔＲＫｌ！　シ、ノ
ズルから押し出し、数百−・故千用／分で巻き取ること
によりなされる。また、熱処理１、ｉ　Ｒ化性雰囲気ト
で、好ましくは２０Ｑ〜３００℃で行なわれる。この際
、熱処理は反応温度を徐々に十げていき、所定処理温度
において保持覆る。

この熱処理に用いられる酸化性カスとしては、空気、オ
ゾン、ｈす素、ハロゲン、窒素酸化物等が例示される。

熱処理ｉｇれた繊維は、次に窒素ガス中等の不活性雰囲
気下−Ｃ炭化処理さらには必要に応じ黒鉛化処理を行な
い、炭素繊維を得る。炭化処理温度は１０００〜１５０
０℃、黒鉛化処理は２０００〜３０００　℃で行なうこ
とがそれぞれ望ましい。

このＪ：うにして得られた炭素繊維は成形加工してフェ
ルト・状、織物布状、シー！−状、ペーパー状等の加工
品にされる。

本発明においては、この加工品をさらに所望形状に加工
して治工具となし、ガラス成形時の型入面相として用い
る。

次に、本発明のカラス器物の成形方法について図面に基
づい−Ｃ説明する。第１図は、本発明の一実施例を示り
（１１（略図である。

第１図におい−Ｃ１１は炭素繊維４１］を示し、あらか
じめ所望幅に切断されている。この炭素繊組イ５１を＼
／字形をした小ルグー２上に敷２Ｎ、かつ両側より噴出
口を適当散設（）た噴水管Ｓ３を配置し、沿時、ｊや続
的に牛用の水を炭素繊組（ｌｉ　”Ｉ土に？Ｑす。

この流水に、１、り炭素織組イＩｉ　１は常に一１分子
７ｔ３れた状態に保たれている。その濡れた炭素綴着１
布１の表面に対し約１０ｏ　ｏ　’ｃの８温で高粘性を
杓づる半溶融状態のカラス、いわゆるカラス（Φ４を吹
ぎ管５につけたまま押さえ付（プ、かつ指で吹ぎ管５を
回転さＩ！ながら所望の形状に予備成形または成形する
。この際、炭素繊維布１は十分に水を含んでいるので高
温のガラス種４が接触づるとガラスの熱により水蒸気の
層がガラスと炭素繊維布１との間に形成されるので非常
に好適に作用し効果的に成形が出来る。さらに炭素繊維
布１の持つ自己潤滑ｆ！Ｌ　、耐熱性、高引張強度、柔
軟士！１等が好適に作用し、非常に効果的に安定した高
い品格のガラス製品が成形できる。

また、第２図は本発明の他の実施例を示づ（既略図であ
る。

第２図におｔ、ｓ　ｔ、６はあらがしめ所望幅に切断加
］−シて中火部Ｊ：す２つに折り曲げた炭素繊維シート
または炭素繊維薄板である。この炭素繊維シート６（！
Ｘ特殊ホルダー７の内側に貼り付け、蝶板８で押さえｆ
」りる。先ずカラス成形前に、炭素繊維シート６を水槽
９に浸し十分含水さけた後、赤熱軟化状態のガラス器物
１ｏの底部を挾み込み、手で吹き管１１と共にガラス器
物１ｏを回転させ徐々に圧延し引き伸ばしながら所定の
形状になるまで成型する。この際、炭素繊維シー１−６
に含まれる水分が赤熱ガラスの熱により水蒸気層が炭素
繊維シー１−６とガラス器物１０の間に形成され、その
作用によりガラスの粘着防止とスベリ効果が得られる。

ま゛た、炭素繊維シー１−〇が独自に持つ耐熱性、自己
潤滑性、高引張強度等が好適に作用して効果的に安定し
た高品格の）ｊラス製品が得られる。

以上のことさ本発明にＪ３いＣは、炭素繊眉１を所定の
形状としＣカラス成形時の型入面相として用いることに
より、次のごどさ効果を奏りる、。

（１）高７品（（３００〜１００　（’）　’Ｃ）　（
７）　）Ｊう７．　ニ粘着（！チ、いわゆる゛′スｌ＼
リパがよいこと、（２）成形した刀ラスの１ｊ１［のＪ
、いこと、（３）ガラスに汚札がつかないこと、 （４）適度の吸水性を有すること、 （５）安定した耐久性を有すること、 （６）種種の寸法、形状に成形加工が容易なこと、 （７）適度の柔軟性を有り−ること、 （８）容易かつ安定して入手がてき、しがも安価なこと
、 このことから、本発明は、カラス器物の成形方法、特に
、高級クリスタルノｊラス食器の成形方法として有効に
利用される。

この本発明は、前記の図面に示した例のみにととまらず
ガラス］二場内で言ういわゆる゛工作り°“゛リンフ１
ヶ′°“′割り型による吹き達成形”°゛底ならし″′
台広り″等の千作り品の各成形関連下（Ｖ１１〕さらに
（焦域ブレス成形法にお（〕るｌ１ｊ１様の［１的部所
に対しＣし全く同様に有効利用が℃゛き大変効果的℃あ
・る。従っで本発明はこれら全−Ｃを対象とてき、前ハ
Ｉコの実例のみにはとどまらないことはいうまでもない
。さらに成形直後の高温のカラス器物載せ台の表面クッ
シＢンｌ利等にも同様右動で、キズの防止、粘着防止、
徐冷等を含め大変効果的Ｃ゛ある。

以下、本発明を実施例に塞づいＣ具体的に説明するが、
本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１ ポリアクリロニトリル系Ｍ＆紐を約３００″Ｃで熱処理
後、さらにＮ２ガス雰囲気で゛約１３００℃で熱処理操
作にて炭化した繊維で、１本の太さが約７μｍの繊維を
約６０００本を１束として糸状にし、同一平面状で２次
元的に糸と糸のみで織り十げた織物構造イ５様にした服
地風の織物を素材に使用した。この炭素繊維の物性は安
全使用温度約３００°Ｃ１引づ１ｑり強度的３００　ｋ
Ｇｌ　／　１ｎｎ１２、引張り弾性二ｒ約２３．Ｏ○Ｏ
ｋｃＩ／ｍｍ２、密度約１．７５０／ｃｍ、線膜１１１
４係数−０，１Ｘ１０６／−Ｃ１熱伝導率約１５　Ｋ　
ｃａｌ　／　ｎ３１＋ｒ、　℃、熱容ｉｊｔ　０．１７
　ｃａｌ、／（１，℃である。

υ２　ｍ　繊Ｉｆｆ　Ｍｌｃ物を約２００ｍｍ幅の帯状
に切断加工し、前記した８１′！１図の方法でガラス器
物を予備成形した。

このようにして得られｆｃ製品は高い品格で、しかも従
来多発していたガラスの汚れ現象も全然発生氾ず歩留り
も向上した。耐久＋’ｌ　を従来にあっＣは約手Ｅ１程
度しか持たなかったのが６１１程度は十分使用できるよ
うになり、その取り？４え前後の変動も少く、かつ軒微
になり大幅に改ＥＱされた。

実施例２ ポリアクリロニ１〜リル系の繊維を約３００℃で熱処理
し、耐熱化加工した繊維で１本の太さが約１／１μｍの
繊維を約３０００本を１束どして糸状にし、さらに在任
に平織した実施例１と同様の服地風の織物を素材に使用
した。この炭素繊維の物性は引張り強度２．５（１／ｄ
、引張り弾性率約９０　（＋　、／〔１、密度１　、４
５　（］　／’ｃｍ’、比熱０．３ｃａｌ／　ｇ、　”
に、熱伝導率約０　、　１５　Ｋ　ｃａｌ　／′＋ｎ、
ｈｒ、　’Ｃｃある。炭素繊維織物を約２　Ｑ　Ｑ　ｍ
ｍ幅の帯状に切１＋Ｊｉ加工し、実ＩＪ１１！例１ど同
様の方法でカラス器物を予備成形した。

実施例３ ポリアクリロニ１−リル系の繊維を約３００　’Ｃで熱
処理後、さらにＮ２ガス雰囲気Ｃ約２５００℃で熱処理
操作にて黒鉛化した炭素緘紐゛Ｃ１本の太さが約７μの
繊維を約６０００本を１束として糸状にし、さらに（Ｉ
ｉ様に平織した実施例１と同様の服地風の織物を素材に
使用した。黒鉛化した炭素繊維の物性は引張り強度３５
０　ｋｑ　、／　ｍｍ’　、引張り弾性率約２４　ｔｏ
ｎ　７ｍｍ２、密度１．７７ｇ／ｃｎ？、比熱０．、　
１７ｃａｌ　／（］、℃、熱伝導率約１５Ｋｃａｌ／ｍ
、ｔ＋ｒ、　℃である。黒鉛化した炭素繊維織物を約２
００１１１ｍ幅の帯状に切断加」シ、実施例１と同様に
ガラス器物を予１＋７ｉ成形した。

実施例４ ポリアクリ［］二１〜リル系の８１　Ｉｌｌを約３００
°（）で熱処理後、さらにＮＺガス雰囲気で約１３００
℃で熱処理操作に−で炭化した炭素繊維１１１層シー１
〜状または薄板状の加工品を素材に使用する。なお、炭
素繊維織物シー１〜状または薄（Ｎ状は、約７μＩｌｌ
の繊維を使用し、同一平面上で３次元的に厚さ１〜５ｍ
ｍに繊Ｉｆｆのみてひい（こからませて〕」ニルト（聞
１造様にして加工した。炭素繊維織物シー（・の物性は
安全使用温度約３００℃、引張り強度３００　ｋｇ／ｍ
ｍ２、引張り弾性率約２３　ｔｏｎ　／′ｍ＋ｎ２．密
度約１．７５１／ｃ＋ｎ’、線膨張係数−〇、　−Ｉ　
Ｘ　１０’　／℃、熱１云導率約１５　Ｋ　ｃａｌ　／
ｍ、Ｉ＋ｒ８℃、熱容量０、１７ｃａｌ　／ｇ、℃であ
る。本炭素繊維シー１〜を約１Ｑ　Ｑｍｍｘ　１００ｍ
ｍの小片に切断加工し中央部で２つに折り曲げあらかじ
め用意された、前記した第２図の方法によりガラス器物
を成形した。

得られた製品は、高品格でしかも従来は多光していたガ
ラスの汚れ現象も全熱発生せず歩留りも向上した。さら
に耐久性も従来的２　ヘ３０：’ｊ間稈度しか持たなか
ったのが、６日程度１ｊ、十分使用できるＪ、うに４Ｉ
−りその取り替え前後の変動も少なくなり、か′つ軽微
になったので品質および品格が署しく向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示１概略図、ｉＪ５　Ｊ：
び 第２図は本発明の他の実施例を示づ概略図でル）る。 １：炭素繊維イ１」、　２：ｖ字形ホルタ−１３：１砿
水菅、　　　／ｌ：カラス種、５：吹き管、　　　６：
炭県繊維シーｉ〜（薄様）７：特殊ホルダー、８：蝶板
、 ９：水槽、　　　　　１０：吹ぎ管、 １１；ガラス器物

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、炭素綴紐原料を溶融紡糸して得られた繊維を熱処理
   した後、炭化処理あるいは必要に応じて黒鉛化処理して
   １９られた炭素繊維を、−吹成形加工した加工品を、更
   に所望形状に加工して冶−に具を作成し、該治工具をガ
   ラス成形１時に型表面（オどじてカラス成形用型に利用
   して、ガラス器物を予価成形Ｊ′３よび成形覆ることを
   特徴とりる万ラス器物の成形方法。 ２、前記−次加工品が）土ル１〜状、織物イ１ｊ状、シ
   ート状、ペーパー状である前配特ミ′（請求の範囲第７
   項記戦のカラス器物の成形り法。 ３、前記熱処理温度が２００〜３００　’Ｃ１前記炭化
   処理温度が１０００〜１５００℃、前記黒鉛化処理温度
   が２０００〜３０００℃である前記特許請求の範囲第１
   項または第２項記載のカラス器物の成形方法。 ４、前記ガラス器物が高級クリスタルガラス食器である
   前記性８′［請求の範囲第１項、第２項また（Ｊ第３項
   記載のカラス器物の成形り法。