軽量ボトルの設計

Aug 01, 2024

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軽量ボトルの強度は、ガラスの組成やガラスの微細・巨視的欠陥だけでなく、ボトルの形状とも大きく関係しています。合理的な構造設計により、応力分布を均一にし、冷却を均一にし、容器の「弾性」を高めることで、内部の耐圧性と衝撃強度を向上させることができます。したがって、ボトルの形状と壁厚分布を合理的に設計すれば、軽量ボトルは強度低下を引き起こしません。
ボトルの形状を設計する際、主にガラス製品が球体に近いほど応力集中が生じにくくなり、強度が増すという原理に基づいています。ボトルの形状は、肩部と根元で丸みを帯びた球面接続で接続するように設計されており、ボトルの強度が向上しています。
軽量ボトルの形状設計の一般的な原則は次のとおりです。
1 ボトルの根元を縮めると、ボトルの強度が増し、この部分のガラスの分布が改善されます。
2 特殊な形状のボトルは避け、いわゆる「先細りの底」を持つ円筒形のボトルが望ましいです。ボトルの底の膨らみは、できるだけ浅くする必要があります。
3 長い首のボトルは使用しないでください。ボトルの高さは増えますが、容量は増えません。また、ボトルの首は壊れやすく、首のガラスの量を減らすのも簡単ではありません。
4 ボトルの肩に鋭角を付けないでください。滑らかに移行した先細りのハイショルダーを使用してください。
5 コーナーの継ぎ目を避けてください。継ぎ目があると、金型のメンテナンスが困難になり、ボトルの欠陥が増加し、ブランクの設計が困難になり、コーナーでのガラスの分布が不均一になります。
6 ねじ山の過度な重なりを避けるため、ボトル口は壁厚が最小のものを使用してください。ボトル口補強リングはできるだけ小さくするか、まったく使用しないでください。
7 ボトルの口の上部からねじ山の始まりまでの距離は、できるだけ小さくする必要があります。ボトルの口の高さも、できるだけ小さくする必要があります。
8 ボトル全体の高さを低くします。

 

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米国のオーエンス・ブロックウェイの軽量ボトル形状(図 2-40)から、ボトル本体が単位体積あたりの最小円筒構造に到達または近づいていることがわかり、ボトルの高さが低くなり、ボトル本体とボトル底部およびボトルネックの間に適切な円弧状の滑らかな遷移が採用され、肩部がボトル口に向かって徐々に縮小し、ボトルネックをできるだけ短くし、底部の中心がわずかに上方に膨らんでいます。凸型のボトル底は重心を下向きにすることができ、ボトルの安定性を高め、内部応力や水衝撃に抵抗する上で大きな利点があり、反転防止強度を高めます。このボトル形状は、ボトルの重量を効果的に軽減することもできます。