JP3093693B2 - ボトルの底部形状 - Google Patents
ボトルの底部形状Info
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- B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
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- B65D1/02—Bottles or similar containers with necks or like restricted apertures, designed for pouring contents
- B65D1/0223—Bottles or similar containers with necks or like restricted apertures, designed for pouring contents characterised by shape
- B65D1/0261—Bottom construction
- B65D1/0276—Bottom construction having a continuous contact surface, e.g. Champagne-type bottom
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Containers Having Bodies Formed In One Piece (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は金型によるプラスチ
ック成形に利用する。特に、プラスチック成形品を金型
から高温のうちに取出したときに発生する熱収縮の影響
を受け難いボトルの底部形状に関する。
ック成形に利用する。特に、プラスチック成形品を金型
から高温のうちに取出したときに発生する熱収縮の影響
を受け難いボトルの底部形状に関する。
【０００２】
【従来の技術】高温で熔融されたプラスチックをチュー
ブ状に押し出し、それを金型で挟み込み、チューブ内に
空気を吹き込んで膨らませるプラスチック成形方法が広
く行われている。この従来例を図６を参照して説明す
る。図６はブロー成形法によりボトルを製造する工程を
示す図である。図６（ａ）に示すように、チューブ状の
熔融プラスチック（パリソン）を分割された金型の中間
位置に抽出し、図６（ｂ）に示すように金型を閉鎖す
る。図６（ｃ）に示すように、熔融プラスチックに空気
を吹き込むと熔融プラスチックは金型の内壁に密着し、
熔融プラスチックは金型の内壁と同じ形状を呈する。こ
の時点では、熔融プラスチックの温度は、例えば、２０
０°Ｃの高温であり、金型内で高圧空気を吹き込んだま
ま保持することにより、プラスチックを冷却し固化す
る。この冷却時間はプラスチックの種類や、成形品の内
容によって異なるが、従来の冷却時間決定手段として
は、取り出し後の樹脂の熱収縮による変形が線形の範囲
になることを目安としていた。図６（ｄ）に示すよう
に、金型を開放すると成形品が取り出される。
ブ状に押し出し、それを金型で挟み込み、チューブ内に
空気を吹き込んで膨らませるプラスチック成形方法が広
く行われている。この従来例を図６を参照して説明す
る。図６はブロー成形法によりボトルを製造する工程を
示す図である。図６（ａ）に示すように、チューブ状の
熔融プラスチック（パリソン）を分割された金型の中間
位置に抽出し、図６（ｂ）に示すように金型を閉鎖す
る。図６（ｃ）に示すように、熔融プラスチックに空気
を吹き込むと熔融プラスチックは金型の内壁に密着し、
熔融プラスチックは金型の内壁と同じ形状を呈する。こ
の時点では、熔融プラスチックの温度は、例えば、２０
０°Ｃの高温であり、金型内で高圧空気を吹き込んだま
ま保持することにより、プラスチックを冷却し固化す
る。この冷却時間はプラスチックの種類や、成形品の内
容によって異なるが、従来の冷却時間決定手段として
は、取り出し後の樹脂の熱収縮による変形が線形の範囲
になることを目安としていた。図６（ｄ）に示すよう
に、金型を開放すると成形品が取り出される。
【０００３】図６に示した成形品は、液体を充填して販
売するためのボトルであり、通常金型を開放する樹脂温
度の目安は５０°Ｃ程度である。この冷却には１０数秒
の時間を要する。
売するためのボトルであり、通常金型を開放する樹脂温
度の目安は５０°Ｃ程度である。この冷却には１０数秒
の時間を要する。
【０００４】このように、高温の熔融プラスチックは金
型を開放できるまでに冷却するには時間を要する。単位
時間当たりの生産量と生産コストとが比例関係にあり、
秒単位の時間管理を行っている製造工程では、例えそれ
が１０数秒の短い時間であっても、さらに低い生産コス
トを実現するためには冷却に要する時間を短縮すること
が課題である。
型を開放できるまでに冷却するには時間を要する。単位
時間当たりの生産量と生産コストとが比例関係にあり、
秒単位の時間管理を行っている製造工程では、例えそれ
が１０数秒の短い時間であっても、さらに低い生産コス
トを実現するためには冷却に要する時間を短縮すること
が課題である。
【０００５】そこで発明者らは有限要素法を用いて変形
挙動をシミュレートすることにより、その変形を予め考
慮して金型形状を作成することによって、高温取り出し
においても目的の成形品形状が得られる金型設計方法お
よび装置を発明した（特願平８−０８９６９０号、本願
出願時に未公開）。
挙動をシミュレートすることにより、その変形を予め考
慮して金型形状を作成することによって、高温取り出し
においても目的の成形品形状が得られる金型設計方法お
よび装置を発明した（特願平８−０８９６９０号、本願
出願時に未公開）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来例で示したプラス
チック成形品はボトルであり、熔融プラスチックを分割
金型で挟み込み、その熔融プラスチックに空気を吹き込
みボトルを膨らませ金型内壁に密着させる。その結果、
ボトル胴部に比べ膨張する比率が小さいボトル底部は、
肉厚が胴部に比べ厚くなる。そのために、金型内で取り
出し可能温度まで冷却したボトルは、肉厚が厚い部分で
あるボトル底部が冷却されにくいので胴部より高温で取
り出される。取り出し後、ボトル全体が充分に冷却され
るまでに下がる温度差が大きく、熱収縮により変形する
量はボトル底部の方が大きくなる。また、底部には充填
される内容物の重量を支え、自立安定性を保持するため
にボトルの内側に湾曲したアーチ形状が形成される。
チック成形品はボトルであり、熔融プラスチックを分割
金型で挟み込み、その熔融プラスチックに空気を吹き込
みボトルを膨らませ金型内壁に密着させる。その結果、
ボトル胴部に比べ膨張する比率が小さいボトル底部は、
肉厚が胴部に比べ厚くなる。そのために、金型内で取り
出し可能温度まで冷却したボトルは、肉厚が厚い部分で
あるボトル底部が冷却されにくいので胴部より高温で取
り出される。取り出し後、ボトル全体が充分に冷却され
るまでに下がる温度差が大きく、熱収縮により変形する
量はボトル底部の方が大きくなる。また、底部には充填
される内容物の重量を支え、自立安定性を保持するため
にボトルの内側に湾曲したアーチ形状が形成される。
【０００７】このアーチ形状はボトルの温度が充分に下
がるまでに、ボトル胴部の変形より底部の変形が大きい
ために、熱収縮によって徐々にボトルの外側に向かって
変形する。
がるまでに、ボトル胴部の変形より底部の変形が大きい
ために、熱収縮によって徐々にボトルの外側に向かって
変形する。
【０００８】このように変形したボトルは自律安定性が
悪く、また、設計どおりのアーチ形状が得られておら
ず、内容物を充填したときの内容物の重量、あるいは内
容物から発生したガスによる内圧増加を保持する強度が
設計値を満たしていない状態が発生する。
悪く、また、設計どおりのアーチ形状が得られておら
ず、内容物を充填したときの内容物の重量、あるいは内
容物から発生したガスによる内圧増加を保持する強度が
設計値を満たしていない状態が発生する。
【０００９】図７はボトルの底部形状の変形を示す図で
ある。高温で取り出された図７（ａ）に示すボトルの底
部形状は、冷却の過程で図７（ｂ）に示すような変形を
生じる。図７（ｂ）に示すような変形が生じると、前述
したように、ボトルの自律安定性が悪くなり、内容物を
保持する強度が小さくなる。
ある。高温で取り出された図７（ａ）に示すボトルの底
部形状は、冷却の過程で図７（ｂ）に示すような変形を
生じる。図７（ｂ）に示すような変形が生じると、前述
したように、ボトルの自律安定性が悪くなり、内容物を
保持する強度が小さくなる。
【００１０】これを回避するためには、金型から取り出
した直後のボトル形状は、変形を予め考慮した形状であ
ることが要求される。図８は変形を予め考慮した場合の
金型取り出し直後のボトルの底部形状を示す図である。
このように、図７に示したような変形を予め考慮した場
合には、金型から取り出した直後のボトルの底部形状は
図８に示すような極端にアーチ形状の高さが高い形状で
あることが要求される。
した直後のボトル形状は、変形を予め考慮した形状であ
ることが要求される。図８は変形を予め考慮した場合の
金型取り出し直後のボトルの底部形状を示す図である。
このように、図７に示したような変形を予め考慮した場
合には、金型から取り出した直後のボトルの底部形状は
図８に示すような極端にアーチ形状の高さが高い形状で
あることが要求される。
【００１１】図９は変形を予め考慮した場合の金型形状
を示す図である。図８に示したような金型から取り出し
た直後のボトルの底部形状を実現するためには、図９に
示すような形状の金型が必要である。
を示す図である。図８に示したような金型から取り出し
た直後のボトルの底部形状を実現するためには、図９に
示すような形状の金型が必要である。
【００１２】しかし、図９に示すような金型形状はボト
ル内側への突出部分が大きく、プラスチック成形品を金
型から取り出すときに、金型がプラスチック成形品に干
渉してプラスチック成形品を傷付けるあるいは破損して
しまう。図１０は金型がプラスチック成形品に干渉しプ
ラスチック成形品が破損する様子を示す図である。
ル内側への突出部分が大きく、プラスチック成形品を金
型から取り出すときに、金型がプラスチック成形品に干
渉してプラスチック成形品を傷付けるあるいは破損して
しまう。図１０は金型がプラスチック成形品に干渉しプ
ラスチック成形品が破損する様子を示す図である。
【００１３】したがって、予め変形を考慮して金型形状
を設計するといっても、自ずから実現することができる
金型形状の限界が存在する。すなわち、ボトルの底部形
状については、実現し得る金型形状の限界を超えない範
囲内にその変形量が留まるような工夫が要求される。
を設計するといっても、自ずから実現することができる
金型形状の限界が存在する。すなわち、ボトルの底部形
状については、実現し得る金型形状の限界を超えない範
囲内にその変形量が留まるような工夫が要求される。
【００１４】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、高温取り出し後の変形量が少ない容器の底部
形状を提供することを目的とする。本発明は、金型と干
渉することなく歩留りのよい容器の形成を行うことがで
きる容器の底部形状を提供することを目的とする。本発
明は、高温取り出し後の自律安定性のよい容器の底部形
状を提供することを目的とする。
であって、高温取り出し後の変形量が少ない容器の底部
形状を提供することを目的とする。本発明は、金型と干
渉することなく歩留りのよい容器の形成を行うことがで
きる容器の底部形状を提供することを目的とする。本発
明は、高温取り出し後の自律安定性のよい容器の底部形
状を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、ボトルの底部
形状として金型からの高温取り出し後に発生する変形が
少ない底部形状を用いることを特徴とする。これによ
り、金型からの高温取り出し後に発生する変形を予め考
慮して金型を設計するときに、成形品と金型とが干渉が
小さく、金型による抜き取り傷、破損などの問題が発生
しない範囲内で設計を行うことができる。
形状として金型からの高温取り出し後に発生する変形が
少ない底部形状を用いることを特徴とする。これによ
り、金型からの高温取り出し後に発生する変形を予め考
慮して金型を設計するときに、成形品と金型とが干渉が
小さく、金型による抜き取り傷、破損などの問題が発生
しない範囲内で設計を行うことができる。
【００１６】本発明により提案する金型からの高温取り
出し後に発生する変形が少ないボトルの底部形状は、発
明者らが実験を繰り返すことにより経験的に得られたも
のである。
出し後に発生する変形が少ないボトルの底部形状は、発
明者らが実験を繰り返すことにより経験的に得られたも
のである。
【００１７】すなわち、本発明は、ボトルの底部にこの
ボトルの内側に向けて湾曲し、パーティングラインを対
称軸とする中心角αの第一のアーチ形状が形成されたボ
トルの底部形状である。本発明の特徴とするところは、
前記第一のアーチ形状の稜線上に中心角βの第二のアー
チ形状が形成されるところにある。このとき、前記中心
角αは、 ０＜α であり、さらに好ましくは ２０°≦α≦６０° であり、前記中心角βは、 ０°＜β＜１２０° であり、さらに好ましくは、 １０°≦β≦６０° であることが望ましい。
ボトルの内側に向けて湾曲し、パーティングラインを対
称軸とする中心角αの第一のアーチ形状が形成されたボ
トルの底部形状である。本発明の特徴とするところは、
前記第一のアーチ形状の稜線上に中心角βの第二のアー
チ形状が形成されるところにある。このとき、前記中心
角αは、 ０＜α であり、さらに好ましくは ２０°≦α≦６０° であり、前記中心角βは、 ０°＜β＜１２０° であり、さらに好ましくは、 １０°≦β≦６０° であることが望ましい。
【００１８】前記第二のアーチ形状はパーティングライ
ン上で前記第一のアーチ形状の稜線上に形成されてもよ
いし、あるいは、パーティングラインと直交する前記第
一のアーチ形状の稜線上に形成されてもよい。
ン上で前記第一のアーチ形状の稜線上に形成されてもよ
いし、あるいは、パーティングラインと直交する前記第
一のアーチ形状の稜線上に形成されてもよい。
【００１９】ここでパーティングラインとは、プラスチ
ック成形品から金型を取り外すときの金型の分割箇所に
相当するラインである。
ック成形品から金型を取り外すときの金型の分割箇所に
相当するラインである。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１ないし
図３を参照して説明する。図１は本発明実施例のボトル
の底部形状をボトルの側面から示す図である。図２は本
発明実施例のボトルの底部形状をボトルの正面から示す
図である。図３は本発明実施例のボトルの底部形状の斜
視図である。
図３を参照して説明する。図１は本発明実施例のボトル
の底部形状をボトルの側面から示す図である。図２は本
発明実施例のボトルの底部形状をボトルの正面から示す
図である。図３は本発明実施例のボトルの底部形状の斜
視図である。
【００２１】本発明は、ボトルの底部にこのボトルの内
側に向けて湾曲し、パーティングラインを対称軸とする
中心角αのアーチ形状１が形成されたボトルの底部形状
である。
側に向けて湾曲し、パーティングラインを対称軸とする
中心角αのアーチ形状１が形成されたボトルの底部形状
である。
【００２２】ここで、本発明の特徴とするところは、ア
ーチ形状１の稜線３上に中心角βのアーチ形状２が形成
されるところにある。
ーチ形状１の稜線３上に中心角βのアーチ形状２が形成
されるところにある。
【００２３】中心角αは、 ０°＜α であり、さらに好ましくは、 ２０°≦α≦６０° であり、前記中心角βは、 ０°＜β＜１２０° であり、さらに好ましくは、 １０°≦β≦６０° である。
【００２４】本発明実施例では、アーチ形状２はパーテ
ィングライン上でアーチ形状１の稜線上に形成されてい
るとして説明するが、パーティングラインと直交するア
ーチ形状１の稜線上に形成されるようにすることもでき
る。
ィングライン上でアーチ形状１の稜線上に形成されてい
るとして説明するが、パーティングラインと直交するア
ーチ形状１の稜線上に形成されるようにすることもでき
る。
【００２５】
【実施例】本発明実施例を図４および図５を参照して説
明する。図４は本発明実施例の金型形状を側面から示す
図である。図５は本発明実施例のボトルの底部形状の実
測値を示す図である。
明する。図４は本発明実施例の金型形状を側面から示す
図である。図５は本発明実施例のボトルの底部形状の実
測値を示す図である。
【００２６】本発明実施例では、図５に示すように、楕
円形の底部形状を有するボトルを成形した。図５に示す
ボトルを成形するために、図４に示すように、アーチ形
状１の幅５９．９ｍｍ、アーチ形状１の高さ４．７ｍ
ｍ、アーチ形状１の中心角α＝３５．７°、アーチ形状
２の幅１６．７ｍｍ、アーチ形状２の高さ０．８ｍｍ、
アーチ形状２の中心角β＝３１．３°、上げ底総高さ
（アーチ形状１の高さ＋アーチ形状２の高さ）５．５ｍ
ｍの金型を製作し、冷却時間５秒の高速成形を行った。
これにより、図５に示すように、上げ底総高さ３．６ｍ
ｍの成形品を得ることができた。これはボトルの底部形
状としてほぼ設計どおりの形状であり満足する結果を得
ることができた。このボトルの底部形状を“Ａ”とし
て、その他Ｂ〜Ｇの６種類の金型および成形品のボトル
の底部形状を表１に示す。
円形の底部形状を有するボトルを成形した。図５に示す
ボトルを成形するために、図４に示すように、アーチ形
状１の幅５９．９ｍｍ、アーチ形状１の高さ４．７ｍ
ｍ、アーチ形状１の中心角α＝３５．７°、アーチ形状
２の幅１６．７ｍｍ、アーチ形状２の高さ０．８ｍｍ、
アーチ形状２の中心角β＝３１．３°、上げ底総高さ
（アーチ形状１の高さ＋アーチ形状２の高さ）５．５ｍ
ｍの金型を製作し、冷却時間５秒の高速成形を行った。
これにより、図５に示すように、上げ底総高さ３．６ｍ
ｍの成形品を得ることができた。これはボトルの底部形
状としてほぼ設計どおりの形状であり満足する結果を得
ることができた。このボトルの底部形状を“Ａ”とし
て、その他Ｂ〜Ｇの６種類の金型および成形品のボトル
の底部形状を表１に示す。
【００２７】
【表１】 なお、ボトル底部形状でアーチ形状２がない本発明の底
部形状を用いない場合に必要となるアーチ形状１の高さ
をシミュレーションにより求めた値を表２に示す。表２
に示すアーチ形状１の高さでは成形品との干渉が発生し
やすいことから、このような金型を用いてボトルを成形
することは歩留りを悪くする結果となる。
部形状を用いない場合に必要となるアーチ形状１の高さ
をシミュレーションにより求めた値を表２に示す。表２
に示すアーチ形状１の高さでは成形品との干渉が発生し
やすいことから、このような金型を用いてボトルを成形
することは歩留りを悪くする結果となる。
【００２８】
【表２】
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高温取り出し後の変形量が少ない容器の底部形状を実現
することができる。したがって、本発明によれば、金型
と干渉することなく歩留りのよい容器の形成を行うこと
ができる。また、本発明によれば、高温取り出し後の自
律安定性のよい容器の底部形状を実現することができ
る。
高温取り出し後の変形量が少ない容器の底部形状を実現
することができる。したがって、本発明によれば、金型
と干渉することなく歩留りのよい容器の形成を行うこと
ができる。また、本発明によれば、高温取り出し後の自
律安定性のよい容器の底部形状を実現することができ
る。
【図１】本発明実施例のボトルの底部形状をボトルの側
面から示す図。
面から示す図。
【図２】本発明実施例のボトルの底部形状をボトルの正
面から示す図。
面から示す図。
【図３】本発明実施例のボトルの底部形状の斜視図。
【図４】本発明実施例の金型形状を側面から示す図。
【図５】本発明実施例のボトルの底部形状の実測値を示
す図。
す図。
【図６】ブロー成形法により容器を製造する工程を示す
図。
図。
【図７】ボトルの底部形状の変形を示す図。
【図８】変形を予め考慮した場合の金型取り出し直後の
ボトルの底部の形状を示す図。
ボトルの底部の形状を示す図。
【図９】変形を予め考慮した場合の金型形状を示す図。
【図１０】金型がプラスチック成形品に干渉しプラスチ
ック成形品が破損する様子を示す図。
ック成形品が破損する様子を示す図。
１、２ アーチ形状 ３ 稜線 α、β 中心角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B65D 1/02
Claims (2)
- 【請求項１】 ボトルの底部にこのボトルの内側に向け
て湾曲する中心角αの第一のアーチ形状が形成されたボ
トルの底部形状において、 前記第一のアーチ形状の稜線上に中心角βの第二のアー
チ形状が形成され、 前記第二のアーチ形状はパーティングライン上で前記第
一のアーチ形状の稜線上に形成された ことを特徴とする
ボトルの底部形状。 - 【請求項２】 ボトルの底部にこのボトルの内側に向け
て湾曲する中心角αの第一のアーチ形状が形成されたボ
トルの底部形状において、 前記第一のアーチ形状の稜線上に中心角βの第二のアー
チ形状が形成され、 前記第二のアーチ形状はパーティングラインと直交する
前記第一のアーチ形状の稜線上に形成された ことを特徴
とするボトルの底部形状。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27003497A JP3093693B2 (ja) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | ボトルの底部形状 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27003497A JP3093693B2 (ja) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | ボトルの底部形状 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11105845A JPH11105845A (ja) | 1999-04-20 |
| JP3093693B2 true JP3093693B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=17480618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27003497A Expired - Fee Related JP3093693B2 (ja) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | ボトルの底部形状 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3093693B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4767441B2 (ja) * | 2001-06-28 | 2011-09-07 | 株式会社吉野工業所 | ボトル |
| JP4549741B2 (ja) * | 2004-05-31 | 2010-09-22 | 株式会社吉野工業所 | ブロー成形ボトル |
| WO2016061336A1 (en) | 2014-10-15 | 2016-04-21 | Ball Corporation | Apparatus and method for forming shoulder and neck of metallic container |
| US10239648B2 (en) | 2014-10-28 | 2019-03-26 | Ball Metalpack, Llc | Apparatus and method for forming a cup with a reformed bottom |
-
1997
- 1997-10-02 JP JP27003497A patent/JP3093693B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11105845A (ja) | 1999-04-20 |
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