ガラスびんの製造技術

ガラスの製造プロセスには、バッチ処理、溶解、成形、アニーリングなどのプロセスが含まれます。 それらは次のように紹介されます。

まず、材料、設計された材料リストに従って、さまざまな原材料を秤量し、混合機で均一に混合します。 ガラスの主な原料は、珪砂、石灰石、長石、ソーダ灰、ホウ酸などです。

次に、準備した原料を高温で加熱して、気泡のない均一なガラス液を形成する「溶融」です。 これは非常に複雑な物理的および化学的反応プロセスです。 ガラスの溶解は溶解炉で行われます。 溶解窯には主に 2 つのタイプがあります。1 つはるつぼ窯で、ガラス材料はるつぼ内に保持され、るつぼの外側で加熱されます。 小型のるつぼ窯ではるつぼを 1 つだけ設置しますが、大型の場合は最大 20 個のるつぼを設置できます。 坩堝窯はギャップ生産であり、現在は光学ガラスと色ガラスのみが坩堝窯で生産されています。 もう一つは池窯で、池の中でガラス素材を溶かし、ガラス液の表面で直火を加熱します。 ガラスの溶解温度は1300～1600℃が多いです。 ほとんどは炎で加熱しますが、一部は電気溶解窯と呼ばれる電流で加熱します。 現在、池窯は連続生産されており、小さな池窯は数メートル、大きなものは400メートルにもなります。

3つ目の成形とは、ガラス液を溶かして一定の形状の固体を作ることです。 成形は特定の温度範囲内で実行する必要があります。これは、ガラスが最初に粘稠な液体から塑性状態に変化し、次に脆い固体状態に変化する冷却プロセスです。 成形方法は人工成形と機械成形の2つに分類されます。

A. 人工的な形態。

(1) 吹き込み ニッケルクロム合金の吹き込み管を使用し、型内のガラス球をつまみながら吹き込みます。 主にガラスの泡、ボトル、ボール（グラス用）などの成形に使用されます。

(2)絞りとは、小さな泡を吹き込んだ後、もう一人の作業者が天板にくっついて、二人で引っ張りながら吹きながらガラス管やガラス棒を作る方法が主に用いられます。

(3) プレス ガラスのグループを選択し、凹型に落ち込むようにハサミでカットし、ポンチでプレスします。 主にカップやお皿などの成形に使用されます。

(4) ペンチ、ハサミ、ピンセットなどの道具を使って材料を直接工作物に取り込んだ後、自由に成形します。

B. 機械的成形。 人工成形は高い労働力、高温、劣悪な条件を必要とするため、そのほとんどが自由成形に加えて機械成形に置き換えられています。 機械成形には、プレス、ブロー、絞りのほかに次のようなものがあります。

(1) 厚板ガラス、彫刻ガラス、網入りガラスなどの製造に用いられるカレンダー加工法。

（２）キャスト法、光学ガラスの製造。

(3) 遠心鋳造法により大口径のガラス管や器具、大容量の反応用POTSが製造されます。 これは、高速回転する金型にガラス溶融物を注入することであり、遠心力によりガラスを金型の壁に保持し、ガラスが硬化するまで回転が続きます。

（４）発泡ガラスの製造のための焼結方法。 ガラス粉末に発泡剤を加え、蓋付きの金型内で加熱したもので、加熱過程でガラス中に多数の独立気泡が形成され、断熱性、遮音性に優れた材料となります。 また、板ガラスの成形には縦絞り法、平絞り法、フロート法などがあります。 フロート法は、溶融金属（錫）の表面にガラスの流れを浮かせて平らなガラスを形成する方法で、その主な利点は、高品質のガラス（平坦で滑らか）、速い引き抜き速度、大きな生産量です。

第四に、アニーリングは、成形プロセスでガラスに激しい温度変化と形状変化をもたらし、この変化によりガラスに熱応力が残ります。 この熱応力により、ガラス製品の強度と熱安定性が低下します。 直接冷却すると、冷却プロセス中、またはその後の保管、輸送、使用中に自然に破裂する可能性があります。 冷間爆発現象をなくすために、ガラス製品は成形後にアニールする必要があります。 アニーリングとは、ガラス内の熱応力を除去または許容値まで低減するために、一定の温度範囲内で熱を一定期間保持またはゆっくりと冷却することです。