飲料ボトルの底に「五弁の花」が付いているのはなぜですか？そういうことだったんですね！

レビュー専門家：中国科学院物理研究所准研究員 孟孟

旧正月には、ソーダはどの家庭にも欠かせない新年の必需品の一つと言えるでしょう。すべてのソーダボトルの底が5枚の花びらの花のような形をしていることに気づいたことがありますか?

出典：中国科学普及協会

これは飲み物を入れる量を減らすため、または形を良くするためだと言う人もいますが、真実はそれほど単純ではありません。

出典：広州科学普及局

ソーダボトルの歴史を振り返ってみると、初期のソーダボトルはガラス製で、底が平らなデザインだったことがわかります。しかし、使用してみると、底が平らなボトルは特に潰れやすいことが分かりました。不安定なだけでなく、倒れるときにボトル本体が振動するため、炭酸の泡が抜けやすくなっていました。

これらの問題に対処するために、設計者はさまざまな底部の形状を試し始めました。

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1978年に、底に五枚の花びらをデザインした、世界初のPET製リサイクル可能なペットボトルが登場しました。今日でも、5枚の花びらの形をした底を持つソーダボトルは全国で人気があり、このデザインが理想的な選択であることが証明されています。

出典: ifanr

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なぜ5枚の花びらの形をしたボトル底の方が良いのでしょうか？

化学的観点から見ると、炭酸飲料に溶けている二酸化炭素は非常に不安定です。外部からの振動や大きな温度変化を受けると、大量の二酸化炭素ガスが放出され、密封された飲料ボトル内のガスの容積が急激に増加し、ボトルに大きな圧力がかかります。

出典: ネットイース

また、よく観察すると、プラスチック容器に入ったソーダボトルの底には、通常「PET」という材質ラベルが印刷されていることに気がつくでしょう。 PET 素材はガラス素材に比べて硬度が非常に低く、強い圧力がかかると破損したり爆発したりする可能性が高く、安全上の大きな危険をもたらします。したがって、ボトル内の圧力は、凹型デザインと細長いリブ構造によってボトルの底部に分散され、バランスが取られる必要があります。

物理式 F=PS によれば、 5 つの隆起構造により外部から加えられる圧力(F)をより広い表面積 (S) に分散できるため、単位面積あたりの圧力 (P) が減少し、ボトル底部にかかる圧力負荷が軽減されます。これにより、ソーダボトルは外力で動かされたり、手で振られたりしてもより安定し、破裂したり漏れたりする可能性が低くなり、ソーダの保存期間が延長されます。

さらに、寒い冬にペットボトルを南北に輸送しても、輸送中の大きな温度差がボトルの頑丈さに影響を与えることはありません。

もちろん、機械的な観点から見ると、5枚の花びらの花形のベースは、より安定した配置効果があることもわかります。数学の授業で「三角形は安定している」と習ったはずです。 5 枚の花びらの底にある溝は内側に凹んだ三角形の構造を形成し、ボトルの安定性を高め、誤って滑ったり倒れたりする可能性を減らします。

貨物輸送中、この機能は輸送作業員に大きな利便性をもたらします。大量の貨物でも輸送中に崩れることなく安定した状態を保つことができ、安全性が確保されます。

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もちろん、美観も少しは影響しますが、飲み物の数を減らすというのはまったくナンセンスです。飲料にはそれぞれ容量が決まっているため、販売業者は充填時に国が定めた標準誤差範囲を厳格に管理する必要があり、ボトルの底にへこみがあるからといって手抜きをすることは決してありません。さらに、ボトルの底が5枚の花びらの形になっているため、ボトルの表面積が大きくなり、平底のデザインのボトルよりも生産コストが下がるどころか、生産コストが高くなるはずです。

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パッケージが違えば味も違う

私たちの日常生活では、ペットボトルに入った炭酸飲料だけでなく、缶に入った缶入り炭酸飲料もよく見かけます。炭酸飲料の熱心なファンなら、缶入りソーダはペットボトル入りのものより炭酸の味が強いという問題に気づいたかもしれません。パッケージが違うと味も違うのはなぜでしょうか?

出典: 捜狐

この質問に答えるために、閉じた観点から説明することができます。

ガラス（主に二酸化ケイ素）は、最も安定した分子構造と非常に緻密な質感を持っています。二酸化炭素分子は小さいですが、多くの障害物を通り抜けることは難しいため、飲む「ガス」が最も豊富になります。

缶のベース素材はアルミニウムで、密閉性が高く、炭酸飲料のガス含有量を長期保存でも維持でき、飲んだときに舌の上で泡が弾ける刺激感を維持できます。

ペットボトルのPET素材は実はポリエチレンテレフタレートで、分子が巨大で複雑なネットワーク構造をしている高分子素材なので、気密性は前の2つよりも劣ります。

もちろん、工場から出たばかりのときは、2つのパッケージの味に大きな違いはありませんが、保管期間が長くなるほど、3つのパッケージ間のガス含有量の差が大きくなり、当然、飲んだときの味も違ってきます。

つまり、ソーダボトルの底に5枚の花びらの花の形を選択することは、機能的なニーズを満たすだけでなく、美観、安全性、利便性などの考慮事項も考慮に入れています。次回コカコーラを買うときは、さまざまなパッケージ方法を試して、その違いを体験してみてはいかがでしょうか。予期せぬ驚きをもたらすかもしれません。