部落格

汽水瓶底部五爪構造原理
By CHUMPOWER  2018/04/19
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汽水瓶最早與酒瓶一樣是使用玻璃材質,
一直到80年代,汽水瓶突然有新的突破:使用寶特瓶。
那時瓶身是用PET做的,圓形底部還需要黏一個塑膠底座,汽水瓶才能站立。
可口可樂在1978推出PET瓶來包裝,
當然一開始寶特瓶由兩個部件組成,回收會造成困擾,
所以到90年三片模的技術問世,使寶特瓶可以一體成形,
之後短短幾年,許多飲料廠就將玻璃瓶全面替換成寶特瓶。


Analysis of a CSD bottle (by Demirel 2008 PHD study)
汽水瓶耐壓分析(by Demirel 2008 PHD study)


PET可以取代玻璃是因為它的物理特性。
當它被拉伸2.5-3倍時,原本混亂的分子結構會被整列,
這種塑性變形增加了它的強度,同時也增強它的氣體阻隔性。
在塑膠材質來說,PP有很好的氣體阻隔性,
但汽水瓶需有6.4~8 Bar的耐壓,在那種壓力下PP瓶會變形,強度也沒延伸過的PET高。
所以在種種的因素需求之下,PET變成了汽水瓶的首選材質。
(延伸閱讀:PET材質介紹與用途

有人問汽水瓶水瓶有什麼不同,
其實汽水瓶的牙口有排氣溝槽的設計,開蓋時方便瓶內壓力的排放;
且汽水瓶通常為五爪底設計,是為了要增加底部的延伸倍率,藉此增加瓶子的耐壓性,
通常水瓶沒有這些細節的設計。

PET的強度需透過延伸而產生,但五爪瓶的底部通常不像瓶身有2.5-3倍的延伸,
所以底部厚度雖是最厚的(底部2.5-3mm vs 瓶身0.5-06mm厚),卻是整個瓶子最脆弱的。
雙軸延伸是發揮PET特性的主要方法,水瓶汽水瓶的IV質也通常會有所不同,
IV質是量測分子鍊條的長度指標,越高代表鍊條越完整(IV 0.84-0.9),
IV質高的瓶子耐壓特性也會比較好。

汽水瓶的底部設計與五爪的形狀、高度、與弧度都會影響耐壓性,
還有底部和克重的延伸倍率(分子鍊條的排列方式)、瓶子底部的結晶度、IV質、
瓶子的延伸倍律、拉桿速度、瓶胚的加熱溫度,也都會影響汽水瓶的特性,
當然還有外在因素,如瓶子輸送帶的鹼性潤滑液會攻擊材料,造成環境應力裂解,導致瓶子抗壓性減弱。

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(延伸閱讀:銓寶智慧吹瓶4.0解決方案 - BottleViewer 吹瓶大小事,彈指盡可視





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