「のむヨーグルト」のパッケージ形状最適化

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株式会社明治は東京都江東区に本社を構え、その他の拠点として国内外数多くの事業所 (工場・研究所・支社)があります。事業内容は牛乳・乳製品、菓子、食品の製造販売 等を行っており、赤ちゃんからご高齢のお客様ま で、あらゆる世代に向けた商品ラインアップで世 界中に「おいしさ・楽しさ・健康・安心」をお届け しています。

「のむヨーグルト」のパッケージデザインの変遷

当社の代表商品である「明治ブルガリアヨーグルト」は、1971年の発売以来多くのお客様にご愛顧頂いております。1977年、初の「のむヨーグルト」として「明治ブルガリアドリンク」を壜容器で発売しました。1982年にミニボトルの飲むヨーグルトを発売し、現在に至るまでパッケージデザインや二次包装形態などの変更はありましたが、ボトル形状自体の変更はありませんでした。2015年3月、持ちやすさ、飲みやすさなどの取扱い性の向上を目的として「明治ブルガリアのむヨーグルトプレーンLB81 106g×3」の容器形状のリニューアルを行いました。

「のむヨーグルト」のパッケージデザインの変遷

テスト金型を作製する前にHyperWorksを活用

開発の初期段階では、形状のスクリーニング、取扱い性評価結果からおおよその容器形状を決定しました。従来であれば、ここからテスト金型の作製、テストサンプルを試作・評価し、必要に応じて修正を繰り返していました。しかし、当開発ではHyperWorksを活用し、テスト金型を作製する前に容器の剛性解析を試みました。この結果、テスト金型を修正することなく、容器形状を決定することができ、開発スケジュールの短縮、および開発コストの削減を実現できました。

試験条件の設定(剛性解析)

新容器の最適な肉厚を検討するため、剛性解析を行いました。充填機でのトップシールを想定し、条件を設定しました。ボトル底を固定剛壁、上部を移動剛壁として、ボトル上部に力を加えた時の容器変形(変位)をシミュレーションすることで剛性を評価しました。

トル上部に力を加えたときの容器変形(変位)をシミュレーション

ボトル上部に力を加えたときの容器変形(変位)をシミュレーション

実測値とシミュレーション値の整合性

剛性解析に際し、ボトル実容器の実測値とシミュレーション値に差が無いか確認しました。旧容器と新容器の実測値とシミュレーション値を比較したところ、実測値とシミュレーション値の結果は類似したカーブを描いたことから、シミュレーションが実態に即していることを確認しました。

実測値とシミュレーション値の整合性を確認

実測値とシミュレーション値の整合性を確認

新容器の剛性解析

新容器の容器肉厚を均一とし、複数の厚みでモデルを作成しました。作成したモデルについて、再度シミュレーション解析を実施し、容器肉厚に比例して容器強度が向上することを確認しました。この結果より、200Nのトップシールに耐え得る肉厚が明らかとなりました。

数の容器肉厚パターンで剛性解析を行

数の容器肉厚パターンで剛性解析を行う

解析結果からさらなる軽量化を目指す

剛性解析の結果を受けて、環境負荷低減、コストダウンのため、更なる軽量化を目指しました。解析結果よりネック部に応力が集中することを確認していたため、ネック部の肉厚を厚くして胴部の肉厚を薄くする仕様としました。最終的に、ネック部: 0.60mm、胴部: 0.40mmで実容器を作製し、圧縮試験を実施したところ、トップシールに耐え得る強度であることを確認しました。

剛性解析の結果から更なる軽量化を目指す

 

「シミュレーションによる結果をベースに、1 回の試作のみで適切な容器肉厚を決定できるようになりました」
株式会社 明治
技術開発研究所
パッケージングソリューションセンター 包装技術G
柳 裕介 様

 

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柳 裕介 様

Written by 柳 裕介 様

株式会社 明治
技術開発研究所
パッケージングソリューションセンター 包装技術G