(57)【要約】【課題】清浄性の高いガラス管を容易に得ることのできるガラス管の製造方法を提供する。【解決手段】ガラス管の製造方法は、両端に開口を有するガラス管１１内を洗浄する洗浄工程を含む。洗浄工程では、ガラス管１１の第１端１２の開口に向けて噴射ノズルＮ１から昇華性固体粒子（二酸化炭素の固体粒子ＳＰ）を噴射することで、ガラス管１１内の異物（ガラス微粉ＧＰ）をガラス管１１の第２端１３の開口から排出させる。【選択図】図２
2018080083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に開口を有するガラス管の第１端の開口に向けて噴射ノズルから昇華性固体粒子を噴射し、前記ガラス管内の異物を前記ガラス管の第２端の開口から排出させることで、前記ガラス管内を洗浄する洗浄工程を含むことを特徴とするガラス管の製造方法。
【請求項２】
前記洗浄工程では、前記ガラス管の第２端の開口から排出された異物を吸引ノズルにより吸引することを特徴とする請求項１に記載のガラス管の製造方法。
【請求項３】
前記洗浄工程は、前記ガラス管の管軸方向の移動、及び前記管軸方向と直交する方向の移動を規制した状態で行われることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガラス管の製造方法。
【請求項４】
管軸方向が平行となるように並列して配置した複数のガラス管に対して前記洗浄工程を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のガラス管の製造方法。
【請求項５】
前記洗浄工程では、前記複数のガラス管の第１端に沿って前記噴射ノズルを移動させることを特徴とする請求項４に記載のガラス管の製造方法。
【請求項６】
前記洗浄工程では、粒径が１ｍｍ以上の昇華性固体粒子を用いることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のガラス管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス管の内壁には、例えば、所定の長さ寸法となるように切断されたときに発生するガラス微粉が付着している場合がある。このようなガラスの微粉をガラス管の内壁から取り除くために、特許文献１では、圧縮空気や洗浄水が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１９７６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のように、洗浄水等の液体を用いてガラス管の内壁に付着した異物を取り除く場合、ガラス管内を乾燥させる工程が必要となるうえ、液体中の微量成分が乾燥後のガラス管の内壁に汚れとして残留するおそれがある。
【０００５】
また、上記従来のように、圧縮空気を用いてガラス管の内壁に付着した異物を取り除く場合、特殊な形状の噴射ノズルをガラス管内に挿入するための機構が必要であり、装置の複雑化を招くことになる。すなわち、ガラス管の内壁に付着している異物をガラス管から容易に取り除くという観点で未だ改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、清浄性の高いガラス管を容易に得ることのできるガラス管の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するガラス管の製造方法は、両端に開口を有するガラス管の第１端の開口に向けて噴射ノズルから昇華性固体粒子を噴射し、前記ガラス管内の異物を前記ガラス管の第２端の開口から排出させることで、前記ガラス管内を洗浄する洗浄工程を含む。
【０００８】
この方法によれば、ガラス管の内壁に付着した異物（例えば、ガラス微粉）に対して昇華性固体粒子が衝突することで、ガラス管の内壁から異物を引き剥がすことができる。このようにガラス管の内壁から引き剥がされた異物を第２端の開口から排出することで、ガラス管の内壁に付着していた異物をガラス管内から容易に取り除くことができる。
【０００９】
上記ガラス管の製造方法において、前記洗浄工程では、前記ガラス管の第２端の開口から排出された異物を吸引ノズルにより吸引することが好ましい。
この方法によれば、ガラス管の第２端の開口から排出された異物がガラス管の周囲に飛散することを抑えることができる。これにより、洗浄工程で除去された異物が、例えば、洗浄後のガラス管の外面に付着することを抑えることができる。
【００１０】
上記ガラス管の製造方法において、前記洗浄工程は、前記ガラス管の管軸方向の移動、及び前記管軸方向と直交する方向の移動を規制した状態で行われることが好ましい。
この方法によれば、昇華性固体粒子を噴射ノズルから噴射するためのキャリアガスの圧力でガラス管が移動することを規制することができる。
【００１１】
上記ガラス管の製造方法では、管軸方向が平行となるように並列して配置した複数のガラス管に対して前記洗浄工程を行うことが好ましい。
この方法によれば、複数のガラス管を効率よく洗浄することが可能となる。
【００１２】
上記ガラス管の製造方法において、前記洗浄工程では、前記複数のガラス管の第１端に沿って前記噴射ノズルを移動させることが好ましい。
例えば、上記のように噴射ノズルを移動させることで、複数のガラス管を効率よく洗浄することが可能となる。
【００１３】
上記ガラス管の製造方法において、前記洗浄工程では、粒径が１ｍｍ以上の昇華性固体粒子を用いることが好ましい。
この方法によれば、ガラス管の内壁に比較的強い付着力で付着している異物であっても、容易に取り除くことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、清浄性の高いガラス管を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態におけるガラス管の洗浄工程を示す概略斜視図である。
【図２】ガラス管の洗浄工程を示す概略斜視図である。
【図３】洗浄工程後のガラス管を示す斜視図である。
【図４】ガラス管の洗浄工程の変更例を示す概略斜視図である。
【図５】ガラス管の洗浄工程の変更例を示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のガラス管の製造方法の実施形態について図面を参照して説明する。
図１〜図３に示すように、ガラス管Ｇの製造方法は、両端に開口を有するガラス管１１内を洗浄する洗浄工程を含む。洗浄工程では、ガラス管１１の第１端１２の開口に向けて噴射ノズルＮ１から二酸化炭素の固体粒子ＳＰを噴射する。洗浄工程では、二酸化炭素の固体粒子ＳＰの噴射によってガラス管１１内の異物（ガラス微粉ＧＰ）をガラス管１１の第２端１３の開口から排出させる。
【００１７】
ガラス管Ｇの製造方法における洗浄工程に供されるガラス管１１は、例えば、ダンナー法又はダウンドロー法（ベロー法）を用いて溶融ガラスから成形し、所定の長さに切断された直管状のものである。このようなガラス管１１の内壁には、ガラス微粉ＧＰ等の異物が付着している。ガラス管１１の外径は、例えば、５ｍｍ以上、７５ｍｍ以下の範囲であり、ガラス管１１の管壁の厚さは、例えば、０．３ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下の範囲であり、ガラス管１１の長さは、３００〜３０００ｍｍの範囲である。
【００１８】
ガラス管Ｇの製造方法における洗浄工程は、載置台に載置されたガラス管１１や、クランプ装置で保持されたガラス管１１に対して行われる。洗浄工程は、管軸周りに回転しているガラス管１１に対して行ってもよい。洗浄工程は、ガラス管１１の管軸方向の移動、及び管軸方向と直交する方向の移動を規制した状態で行われることが好ましい。
【００１９】
噴射ノズルＮ１から噴射される二酸化炭素の固体粒子ＳＰは、例えば、０．１〜１０ｍｍ程度の粒径を有することが好ましい。二酸化炭素の固体粒子ＳＰは、ガラス管１１内の異物の除去する機能をより高めるという観点から、１ｍｍ以上の粒径を有することがより好ましく、２ｍｍ以上の粒径を有することがさらに好ましい。なお、二酸化炭素の固体粒子ＳＰの粒径が１０ｍｍ以下の場合、ガラス管１１の内壁に対する衝撃が緩和されるため、例えば、ガラス管１１の内壁に傷が生じ難くなる。
【００２０】
ガラス管１１に二酸化炭素の固体粒子ＳＰを噴射する時間は、例えば、０．１〜１０秒の範囲であることが好ましい。ガラス管１１に二酸化炭素の固体粒子ＳＰを噴射する時間は、ガラス管１１内の清浄性をより高めるという観点から、０．３秒以上であることがより好ましい。なお、ガラス管１１に二酸化炭素の固体粒子ＳＰを噴射する時間が１０秒以下の場合、ガラス管１１の内壁に傷が生じ難くなるとともに、空気中の水分がガラス管１１に結露し難くなる。
【００２１】
噴射ノズルＮ１から噴射される二酸化炭素の固体粒子ＳＰの噴射量は、例えば、１０〜５００ｇ／分であることが好ましく、５０〜３００ｇ／分であることがより好ましい。固体粒子ＳＰの噴射量を高めることで、ガラス管１１内の清浄性をより高めることが容易となる。固体粒子ＳＰの噴射量を低めることで、より経済的にガラス管１１を洗浄することができる。
【００２２】
二酸化炭素の固体粒子ＳＰを噴射ノズルＮ１から噴射するためのキャリアガスとしては、例えば、圧縮空気が用いられる。キャリアガスの圧力は、例えば、０．１〜１ＭＰａ程度である。キャリアガスは、キャリアガスの清浄性を高めるという観点から、フィルターを通じたガスを用いることが好ましい。
【００２３】
二酸化炭素の固体粒子ＳＰを噴射ノズルＮ１に供給する装置としては、例えば、比較的大きな粒径（１ｍｍ以上の粒径）の二酸化炭素の固体粒子ＳＰの場合、ドライアイスのブロックを削ることでペレット状（粒状）の固体粒子ＳＰを生成する機構を備えた装置が挙げられる。また、比較的小さな粒径（１ｍｍ未満の粒径）の二酸化炭素の固体粒子ＳＰの場合、液化二酸化酸素から粉状の固体粒子ＳＰを生成する機構を備えた装置が挙げられる。
【００２４】
噴射ノズルＮ１の先端とガラス管１１の第１端１２との距離は、例えば、１〜１００ｍｍ程度であることが好ましく、より好ましくは３〜５０ｍｍである。噴射ノズルＮ１のノズル径（ノズルの内径）は、管ガラスの内径寸法よりも小さいことが好ましく、例えば、１〜３０ｍｍ程度である。洗浄工程は、洗浄中の二酸化炭素の固体粒子ＳＰの昇華を抑えるという観点から、温度が５０℃以下のガラス管１１に対して行われることが好ましい。
【００２５】
ガラス管Ｇの製造方法における洗浄工程では、ガラス管１１の第２端１３の開口から排出された異物を吸引ノズルＮ２で吸引することが好ましい。吸引ノズルＮ２は、図示を省略したブロアを備えた吸引装置に接続されている。吸引装置は、吸引した異物を分離する分離機構を備えている。
【００２６】
吸引ノズルＮ２は、二酸化炭素の固体粒子ＳＰ又は二酸化炭素ガスとともに異物（ガラス微粉ＧＰ）を吸引する。吸引ノズルＮ２のノズル径（ノズルの内径）は、ガラス管１１の内径寸法よりも大きいことが好ましい。吸引ノズルＮ２の先端は、ガラス管１１の第２端１３に接していてもよいし、ガラス管１１の第２端１３と離間していてもよい。吸引ノズルＮ２の先端とガラス管１１の第２端１３との距離は、例えば、１００ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２７】
吸引ノズルＮ２を用いた吸引は、ガラス管１１に向けた固体粒子ＳＰの噴射の開始と同時、又はガラス管１１に向けた固体粒子ＳＰの噴射を開始する前に開始することが好ましい。また、吸引ノズルＮ２を用いた吸引は、ガラス管１１に向けた固体粒子ＳＰの噴射の終了と同時に終了してもよいが、ガラス管１１に向けた固体粒子ＳＰの噴射の終了後まで継続してもよい。
【００２８】
上記のように洗浄されたガラス管Ｇの用途としては、例えば、照明器具や容器が挙げられる。ガラス管Ｇは、比較的高い清浄性が要求されるガラス容器を製造する用途に好適に用いられる。ガラス管Ｇの用途としては、例えば、医薬用容器や食品用容器を製造する用途が挙げられ、特に医薬用容器の製造に好適に用いられる。医薬用容器としては、例えば、シリンジ、バイアル、及びアンプルが挙げられる。なお、医薬用容器の製造に用いられるガラス管Ｇのガラスは、例えば、ホウケイ酸ガラスである。
【００２９】
次に、ガラス管Ｇの製造方法の主な作用について説明する。
ガラス管Ｇの製造方法における洗浄工程では、両端に開口を有するガラス管１１の第１端１２の開口に向けて噴射ノズルＮ１から二酸化炭素の固体粒子ＳＰを噴射し、ガラス管１１内の異物をガラス管１１の第２端１３の開口から排出させている。この方法によれば、ガラス管１１の内壁に付着した異物（例えば、ガラス微粉ＧＰ）に対して二酸化炭素の固体粒子ＳＰが衝突することで、ガラス管１１の内壁から異物を引き剥がすことができる。このようにガラス管１１の内壁から引き剥がされた異物を第２端１３の開口から排出することで、ガラス管１１の内壁に付着していた異物をガラス管１１内から容易に取り除くことができる。
【００３０】
次に、試験例について説明する。
（試験例１）
試験例１では、直径１０．７５ｍｍ、管壁の厚さ０．５０ｍｍ、長さ１５００ｍｍの寸法であり、内壁にガラス微粉が付着したガラス管を準備し、このガラス管をクランプに支持した。試験例１で用いたガラス管の内壁には、第１から第３のガラス片が付着している。第１のガラス片は、直径約３５０μｍであり、ガラス管の第２端から長さ方向において２００ｍｍの位置に付着している。第２のガラス片は、直径約１４０μｍであり、ガラス管の第２端から長さ方向において２４５ｍｍの位置に付着している。第３のガラス片は、直径約２００μｍであり、ガラス管の第２端から長さ方向において４５０ｍｍの位置に付着している。
【００３１】
上記ガラス管に、噴射ノズル（内径３ｍｍ）から二酸化炭素の固体粒子（粒径約３〜９ｍｍ）を２００ｇ／分、キャリアガス（圧縮空気）０．５ＭＰａ、噴射時間０．５秒の条件で洗浄工程を行った。その結果、ガラス管の内壁に付着していた第１のガラス片、第２のガラス片及び第３のガラス片のいずれも除去することができた。
【００３２】
なお、二酸化炭素の固体粒子を用いずに、キャリアガス（圧縮空気）のみの洗浄では、ガラス管の内壁に付着しているガラス片は除去できなかった。
（試験例２）
試験例２では、試験例１と同じ寸法のガラス管であり、内壁にガラス微粉が付着した別のガラス管を準備し、このガラス管をクランプに支持させた。試験例２で用いたガラス管の内壁には、ガラス管の第２端から長さ方向において１３５５ｍｍの位置に直径約１２０μｍのガラス片が付着している。
【００３３】
上記ガラス管に、噴射ノズル（内径３ｍｍ）から二酸化炭素の固体粒子（粒径約３〜９ｍｍ）を１００ｇ／分、キャリアガス（圧縮空気）０．４ＭＰａ、噴射時間０．５秒の条件で洗浄工程を行った。その結果、ガラス管の内壁に付着していたガラス片を除去することができた。
【００３４】
（試験例３）
試験例３では、試験例１と同じ寸法のガラス管であり、内壁にガラス微粉が付着した別のガラス管を準備し、このガラス管をクランプに支持させた。試験例３で用いたガラス管の内壁には、ガラス管の第２端から長さ方向において２８０ｍｍの位置に直径約１１０μｍの第１のガラス片、及びガラス管の第２端から長さ方向において１４５０ｍｍの位置に直径約１８０μｍの第２のガラス片が付着している。
【００３５】
上記ガラス管に、噴射ノズル（内径３ｍｍ）から二酸化炭素の固体粒子（粒径約３〜９ｍｍ）を１００ｇ／分、キャリアガス（圧縮空気）０．３ＭＰａ、噴射時間０．３秒の条件で洗浄工程を行った。その結果、ガラス管の内壁に付着していた第１のガラス片及び第２のガラス片のいずれも除去することができた。
【００３６】
以上詳述した実施形態によれば、次のような作用効果が発揮される。
（１）ガラス管Ｇの製造方法における洗浄工程では、両端に開口を有するガラス管１１の第１端１２の開口に向けて噴射ノズルＮ１から二酸化炭素の固体粒子ＳＰを噴射し、ガラス管１１内の異物をガラス管１１の第２端１３の開口から排出させている。この方法によれば、上述した作用が得られるため、清浄性の高いガラス管Ｇを容易に得ることができる。
【００３７】
また、二酸化炭素の固体粒子ＳＰを用いることで、例えば、特殊な形状の噴射ノズルの使用を回避したり、ガラス管１１の内部で噴射ノズルを移動させる機構を省略したりすることができるため、噴射ノズルＮ１の周囲の複雑化を回避することができる。
【００３８】
（２）ガラス管Ｇの製造方法における洗浄工程では、ガラス管１１の第２端１３の開口から排出された異物を吸引ノズルＮ２により吸引している。この場合、ガラス管１１の第２端１３の開口から排出された異物がガラス管１１の周囲に飛散することを抑えることができる。これにより、洗浄工程で除去された異物（ガラス微粉ＧＰ）が、例えば、洗浄後のガラス管Ｇの外面に付着することを抑えることができる。従って、ガラス管Ｇの清浄性をさらに高めることが可能となる。また、二酸化炭素の固体粒子ＳＰが昇華した二酸化炭素ガスを所定の箇所に速やかに排出することができる。
【００３９】
（３）ガラス管Ｇの製造方法における洗浄工程は、ガラス管１１の管軸方向の移動、管軸方向と直交する方向の移動を規制した状態で行われることが好ましい。この場合、二酸化炭素の固体粒子ＳＰを噴射ノズルＮ１から噴射するためのキャリアガスの圧力でガラス管１１が移動することを規制することができる。これにより、ガラス管１１の内壁に二酸化炭素の固体粒子ＳＰを好適に衝突させることができる。また、ガラス管１１の不要な移動を抑えることができるため、洗浄工程中のガラス管１１の破損を防止することが可能となる。
【００４０】
（４）ガラス管Ｇの製造方法における洗浄工程では、粒径が１ｍｍ以上の二酸化炭素の固体粒子ＳＰを用いることが好ましい。この場合、ガラス管１１の内壁に比較的強い付着力で付着している異物であっても、容易に取り除くことができる。従って、清浄性の高いガラス管Ｇをさらに容易に得ることができる。
【００４１】
（５）例えば、直径に対する長さの比率（長さＬ／直径Ｄ）が５０以上のガラス管では、ガラス管の長さ方向の全体にわたって清浄性を高めることが困難であった。本実施形態のガラス管Ｇの製造方法における洗浄工程では、直径に対する長さの比率（長さＬ／直径Ｄ）が５０以上のガラス管１１であっても、清浄性を容易に高めることができる。また、本実施形態のガラス管Ｇの製造方法における洗浄工程では、例えば、長さが１０００ｍｍ以上のガラス管１１であっても、清浄性を容易に高めることができる。
【００４２】
（変更例）
上記実施形態を次のように変更して構成してもよい。
・図４及び図５に示すように、ガラス管Ｇの製造方法における洗浄工程は、管軸方向が平行となるように並列して配置した複数のガラス管１１，１１に対して行ってもよい。この場合、複数のガラス管１１，１１を効率よく洗浄することが可能となる。
【００４３】
詳述すると、複数のガラス管１１，１１は、例えば、パレット等の載置台１４上において、上下に配置した複数のスペーサ部材１５，１５の間に配置される。複数のスペーサ部材１５，１５は、例えば、発泡体や空気層を有する積層体等の緩衝性を有する材料から構成されている。複数のガラス管１１，１１を管軸方向の移動、及び管軸方向と直交する方向の移動は、複数のスペーサ部材１５，１５を必要に応じて結束バンド等の拘束部材で拘束したり、必要に応じて治具を用いたりすることで規制することができる。複数のガラス管１１，１１の管軸方向と直交する方向の移動は、複数のガラス管１１，１１の管軸方向の少なくとも両端側において規制することが好ましい。
【００４４】
ガラス管Ｇの製造方法における洗浄工程では、図５に矢印で示すように、複数のガラス管１１，１１の第１端１２に沿って噴射ノズルＮ１を移動させることで、複数のガラス管１１，１１を順次洗浄することができる。このとき、吸引ノズルＮ２についても、噴射ノズルＮ１とともに複数のガラス管１１，１１の第２端１３に沿って移動させることで、複数のガラス管１１，１１の第２端１３の開口から順次排出された異物を吸引ノズルＮ２により吸引させることができる。なお、複数のガラス管１１，１１に対応した複数の噴射ノズルＮ１，Ｎ１及び複数の吸引ノズルＮ２，Ｎ２を用いて洗浄工程を行ってもよい。
【００４５】
ガラス管Ｇの製造方法における洗浄工程後の複数のガラス管１１，１１は、両端の開口をシュリンクフィルム等の被覆部材で覆うことで、ガラス管１１，１１内への清浄性を維持して保管又は輸送することができる。
【００４６】
・ガラス管Ｇの製造方法における洗浄工程は、吸引ノズルＮ２を用いずに行うこともできる。
・ガラス管Ｇの製造方法における洗浄工程は、ガラス管１１の端部を加熱して丸める口焼き工程の前、又は口焼き工程の後に行うこともできる。
【００４７】
・ガラス管Ｇの製造方法における洗浄工程は、ガラス管１１の管壁に貫通孔が必要な場合、その貫通孔を形成した後に行うことが好ましい。この場合、貫通孔の形成によってガラス管１１の内壁に付着したガラス微粉を取り除くことができる。
【００４８】
・ガラス管Ｇの製造方法における洗浄工程は、ガラス管１１の一端を加熱して封止する封止部が必要な場合は、その封止部を形成する前に行うことができる。
・ガラス管Ｇの製造方法では、ガラス管１１の第２端１３の開口に向けて噴射ノズルＮ１から二酸化炭素の固体粒子ＳＰを噴射し、ガラス管１１内の異物をガラス管１１の第１端１２の開口から排出させる洗浄工程をさらに行ってもよい。
【００４９】
・ガラス管Ｇの製造方法における洗浄工程では、二酸化炭素の固体粒子ＳＰのキャリアガスとしてイオナイズされたキャリアガスを用いてもよい。
・ガラス管Ｇの製造方法における洗浄工程は、ガラス微粉ＧＰ以外の異物を取り除く目的で行うこともできる。
【００５０】
・ガラス管Ｇの製造方法における洗浄工程では、二酸化炭素の固体粒子ＳＰに代えて、常温常圧で昇華性を有する任意の昇華性固体粒子を用いてもよい。すなわち、例えば、アルゴンや、周知の昇華性有機化合物からなる固体粒子を用いてよい。
【００５１】
・洗浄工程開始時には、二酸化炭素の固体粒子ＳＰの噴射量の安定を図るために、予め噴射ノズルＮ１をガラス管Ｇの開口からずらした状態で噴射を開始し、噴射状態のまま噴射ノズルＮ１をガラス管Ｇの開口に向けて移動させてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１１…ガラス管（洗浄工程前）、１２…第１端、１３…第２端、Ｇ…ガラス管（洗浄工程後）、Ｎ１…噴射ノズル、Ｎ２…吸引ノズル、ＳＰ…二酸化炭素の固体粒子（昇華性固体粒子）、ＧＰ…ガラス微粉（異物）。
【図１】
2018080083.tif 000003
【図２】
2018080083.tif 000004
【図３】
2018080083.tif 000005
【図４】
2018080083.tif 000006
【図５】
2018080083.tif 000007