塑料瓶底為什么設(shè)計成花瓣狀的？

飲料可以說是

很多小伙伴的“快樂之源”

味道酸甜爽口、冰爽怡人，但小伙伴們

有沒有注意過飲料瓶的

形狀設(shè)計呢

瓶裝飲料在市面上很受歡迎，一方面是因為飲料本身味道受人喜愛，另一方面也與包裝瓶體型適當(dāng)、方便攜帶有關(guān)。

大家在喝飲料的時候有沒有發(fā)現(xiàn)，很多飲料瓶的底部是五瓣花的形狀，如下圖所示，那么為什么要這樣設(shè)計呢？是為了少裝一些飲料嗎？

今天我們來研究一下：

飲品包裝瓶的形狀設(shè)計有什么講究？

瓶底為什么設(shè)計成花瓣形狀的呢？

關(guān)于塑料瓶還有哪些小知識？

塑料瓶的形狀設(shè)計

大多數(shù)飲品的包裝瓶都是塑料材質(zhì)，形狀基本相似，塑料瓶的形狀設(shè)計是對其功能、經(jīng)濟(jì)效益、外觀美學(xué)等多方面考量的結(jié)果。

仔細(xì)觀察塑料飲料瓶的外形，不難發(fā)現(xiàn)其上部、中部和底部的形狀各不相同。

瓶身的上部類似于圓頂形，有的甚至是非常規(guī)則的圓錐形，頂部的瓶口屬于圓柱形；

瓶身的中部類似于圓柱形，為了增加美觀度，會增添一些環(huán)狀、豎條狀的拱形或各種各樣凸凹的形狀；

瓶身的底部一般設(shè)計為內(nèi)凹，并呈類似圓頂形的花瓣狀結(jié)構(gòu)，這些設(shè)計的主要考量點(diǎn)是提升瓶子的承受力。

此類飲品的包裝瓶必須要有較高的抗壓能力，才不會讓瓶身發(fā)生變形。從力學(xué)上來說，拱形可以承載較大的外力。

塑料瓶在受壓狀態(tài)下的受力點(diǎn)會將力傳遞給相鄰的區(qū)域，外力沿瓶身曲面分散開來，使得拱形的每個部位都分擔(dān)一部分力。

另外，很多橋的結(jié)構(gòu)就采用了拱形設(shè)計，以達(dá)到安全穩(wěn)定的目的。取拱形的拱腳連線的中心點(diǎn)，與拱頂相連作為軸旋轉(zhuǎn)，拱形旋轉(zhuǎn)一周即是圓頂形。

所以，塑料飲料瓶上部的圓頂形可以看成是若干個拱形的組合，在不產(chǎn)生向外的力的同時又能承載住外部壓力。

瓶身的中部是整個包裝瓶最薄的部位，受到外力時容易產(chǎn)生凹陷。若將呈圓柱形的瓶身中部從中間對剖，即可分離成兩個拱形結(jié)構(gòu)。盡管是拱形結(jié)構(gòu)，卻也無法完全避免材質(zhì)過薄帶來的弊端。

所以，為了提升中部的抗壓能力，在不能增大壁厚的情況下，可以在瓶身表面添加各種凹凸紋路，如環(huán)形、鋸齒形、手指形、剛性棱邊等，不僅提升了瓶身的抗壓強(qiáng)度，還增加了外觀上的美感。

瓶身的底部不僅支撐著整個包裝瓶，還經(jīng)常與外物接觸，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求更高。一些碳酸飲料內(nèi)含大量的氣體，包裝瓶內(nèi)存在著一定的壓力，尤其在發(fā)生晃動或者溫度升高之后，碳酸氣體釋放出來，內(nèi)部壓力會增大。

包裝瓶的容量較大或者飲品帶有氣泡時，瓶身破裂的風(fēng)險會更大。瓶底采用內(nèi)凹式的形狀可以讓包裝瓶保持穩(wěn)定的豎向站立狀態(tài)，也可有效地降低瓶底的擦傷風(fēng)險，同時還能賦予其抗內(nèi)壓和抗水壓沖擊的強(qiáng)度，防止瓶底破裂。

理論上來說，最耐破裂的結(jié)構(gòu)是圓瓶底設(shè)計，但它需要搭配一個能讓瓶身豎直穩(wěn)定站立的底座?；ò隊钇康拙筒恍枰~外的底座，多點(diǎn)支撐保證了包裝瓶站立的穩(wěn)定性。而且，這種花瓣狀設(shè)計比較美觀。

所以說瓶底設(shè)計成花瓣狀并不是為了少裝一些飲料，而且這樣的設(shè)計并不會節(jié)省成本，因為每瓶飲料都是有容量標(biāo)準(zhǔn)的，灌裝的時候必須在國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)誤差之內(nèi)。

花瓣形狀的瓶底是如何抗壓的

瓶底的設(shè)計主要是為了防止破裂，這就要求瓶子要有一定的抗壓力，以保證產(chǎn)品在生產(chǎn)、運(yùn)輸和銷售時的安全，那么五瓣花形狀的瓶底是如何抗壓的呢？

碳酸飲料在灌裝時需要往瓶子里面打入二氧化碳，這時瓶內(nèi)需要承受4個大氣壓左右，而PET材質(zhì)沒有玻璃瓶的硬度，所以底部就要通過凹陷設(shè)計和拉長筋的結(jié)構(gòu)把瓶子內(nèi)的壓力在瓶底均衡分散，才能做到瓶子在灌裝帶氣的飲料后能“穩(wěn)如泰山”。

小伙伴們感興趣的話，可以在家里做個小實驗，把可樂倒在一個普通的平底塑料瓶中，和一個裝有可樂的底部是五瓣花形狀的瓶子一起放到冷凍室里。經(jīng)過超低溫的冰凍后，把兩瓶可樂撞向墻體，看看會發(fā)生什么？

平底的可樂塑料瓶會被撞裂，而五瓣花形狀底部的可樂瓶卻完好無損！這是因為可樂瓶子是PET塑料材質(zhì)，經(jīng)過低溫會變得很脆弱，五瓣花形狀底部的瓶子顯得更加結(jié)實。

如果瓶體內(nèi)的液體體積變化，瓶子就會在內(nèi)外壓差的作用下變形。如果在運(yùn)輸過程中經(jīng)過顛簸很容易就破裂了，這樣損耗太大了。

所以，經(jīng)過設(shè)計人員的反復(fù)實驗，這種五瓣花形狀的瓶底是用料最省，抗壓最好的方式。所以現(xiàn)在大多數(shù)的碳酸飲料瓶都在瓶底用上了這種設(shè)計。

五瓣花形狀的瓶底設(shè)計，還有一個好處，就是很多瓶擺放在一起時不容易倒塌。比如超市的貨架上，擺著滿滿的平底形狀的碳酸飲料，如果誰不小心碰一下貨架或是取放飲料時不注意，就會象多米諾骨牌一樣，瞬間碰倒一片。

而五瓣花形狀的瓶底，對貨架的抓力更大，這樣不小心碰倒一瓶也不會導(dǎo)致其他的飲料倒塌，安全性大大提高了。

塑料瓶底部的數(shù)字

有些小伙伴可能會注意到，塑料瓶的瓶底有個數(shù)字，被三個彎曲箭頭形成的三角形包圍，那這個數(shù)字代表了什么意思呢？

在塑料產(chǎn)品的底部通常有個三角形，中心的數(shù)字表示編號，下方的英文表示塑料材質(zhì)名稱。

標(biāo)有1、2、4、5的塑料制品安全性較好；其中5號可以放入微波爐加熱。

7號包括EVA(乙烯-乙酸乙烯共聚物)、PC(聚碳酸酯)、MF(密胺)、Tritan(共聚聚酯)等材質(zhì)，可能存在雙酚A（目前有爭議），除了Tritan以外其他的都不建議兒童接觸。

需要注意的是，7種塑料型號是為了方便分類回收，并不是代表著食品安全的等級。