JPH11105845A - ボトルの底部形状 - Google Patents

ボトルの底部形状

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JPH11105845A
JPH11105845A JP27003497A JP27003497A JPH11105845A JP H11105845 A JPH11105845 A JP H11105845A JP 27003497 A JP27003497 A JP 27003497A JP 27003497 A JP27003497 A JP 27003497A JP H11105845 A JPH11105845 A JP H11105845A
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    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS 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
    • B65D1/00Containers having bodies formed in one piece, e.g. by casting metallic material, by moulding plastics, by blowing vitreous material, by throwing ceramic material, by moulding pulped fibrous material, by deep-drawing operations performed on sheet material
    • B65D1/02Bottles or similar containers with necks or like restricted apertures, designed for pouring contents
    • B65D1/0223Bottles or similar containers with necks or like restricted apertures, designed for pouring contents characterised by shape
    • B65D1/0261Bottom construction
    • B65D1/0276Bottom construction having a continuous contact surface, e.g. Champagne-type bottom

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  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 金型からボトルを高温のまま取り出したとき
に変形しにくい底部形状を提供する。 【解決手段】 ボトルの底部に形成された第一のアーチ
形状の稜線上に第二のアーチ形状を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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)。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【符号の説明】
1、2 アーチ形状 3 稜線 α、β 中心角

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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
    チ形状が形成されたことを特徴とするボトルの底部形
    状。
  2. 【請求項2】 前記第二のアーチ形状はパーティングラ
    イン上で前記第一アーチ形状の稜線上に形成された請求
    項1記載のボトルの底部形状。
  3. 【請求項3】 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
    れた請求項1記載のボトルの底部形状。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003011944A (ja) * 2001-06-28 2003-01-15 Yoshino Kogyosho Co Ltd ボトル
JP2005343481A (ja) * 2004-05-31 2005-12-15 Yoshino Kogyosho Co Ltd ブロー成形ボトル
US10239648B2 (en) 2014-10-28 2019-03-26 Ball Metalpack, Llc Apparatus and method for forming a cup with a reformed bottom
US10315242B2 (en) 2014-10-15 2019-06-11 Ball Metalpack, Llc Apparatus and method for simultaneously forming a contoured shoulder and neck portion in a closed end of a metallic container

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