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はい、みなさんこんにちは。ヲタクと技術とコーヒーとへようこそ。パーソナリティのよへです。 この番組は、コーヒー片手に好きなものをただ好きと言いたい、そんな配信です。
さて、普段みなさんが何気なく飲んでいるペットボトル。 コンビニや自販機で買うとき、飲み物の種類によってボトルの形が全然違うということに気づいたことはありますでしょうか。
今回はこちら。 炭酸とお茶で形が違うペットボトルの形状の理由という視点でお話ししていこうと思います。
ボトル形状が違うという点、例えばコーラだとかサイダーのような炭酸飲料のボトル。 これらはどれも全体的に丸くてつるっとしたスムーズな円柱形状ですね。
角張った四角い炭酸のボトルって、あまり見かけたことがないと思います。
そして、この炭酸のボトルっていうのは、飲んだ後にリサイクルのため潰そうとしても結構頑丈で、なかなか潰れないなっていう思い、覚えありますでしょうか。
一方で緑茶、ウーロン茶といったお茶のボトルですね。 あとお水のボトルとか。
こちら円柱状みたいなのもあるんですけども、結構多いのが四角い角柱形状。 こういったものがたくさんありますよね。
しかも持った感じ、触った感じっていうのも炭酸のボトルよりも柔らかい。
飲み終わった後にクシャッと比較的簡単に潰せるような、そういったタイプのものが増えていると思います。
実はこの形状の違いなんですけども、デザインの好みっていうだけではなくて、内部にかかる圧力、それから製造輸送のロジスティクスという技術的な理由があるんですね。
まずは炭酸飲料のボトルについてなんですけど、炭酸飲料っていうのは内部に溶け込んでいる二酸化炭素ガスがあるんですね。
これによって常にボトルには内側から外側へと内圧がかかっています。
膨らまそうっていう力ですね。
この内部からの圧力に一番強くて、全体に均一に力が逃がせる形状っていうのは最強なのは球体なんですね。
丸い形状。ボールとか風船とかああいう感じです。
もし仮に炭酸飲料を四角いボトルに入れてしまうと、内圧の力で四角い面が膨らむとか、角のところが変形するみたいになって、底のところから破裂してしまう、壊れてしまうっていう危険があります。
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だからこそ炭酸のボトルっていうのは角がない滑らかな円柱形状で作る必要があるんですね。
底の部分のところ、炭酸飲料の底のところってチューリップの花びらみたいに丸いんですけどポコポコと枝分かれしてるような形。
どうもペタロイド形状って言われるらしいんですけど、この形っていうのが底にかかる圧力を分散しつつも自立できるための知恵だったりしますね。
当然その圧に耐えるためにプラスチック、ペットの樹脂の肉圧も厚く作られているってことで、手握っても潰れにくいわけですね。
結構昔の炭酸のボトル、ご存知の方いると思いますけど、下側に底、底用のプラスチックの樹脂部品が1個接着されてたんですよ。
それ外すと中は試験管みたいな丸い球形状の底になっていたんです。
昔のやつはそうだった。今のやつは後から付けるパコっていう樹脂部品がなくなるので、なくなるようにペタロイド形状っていうのを作ってやった。
一方でお茶とかお水っていった炭酸ではないボトルっていうのは、そこまで大きな内圧っていうのはかかりません。
そのために形状の自由度が比較的高いんです。
ここで効いてくるのは輸送効率なんです。
ペットボトルを輸送するときって段ボール箱にボトルをぎっしり詰めてトラックで運ぶんですけど、
そのときに丸い円柱状のボトルだとボトル同士の間に隙間ができるのがわかりますよね。
円を詰め込んでもなかなか難しい。
でも四角い形状、角柱状のボトルであれば隙間なく比較的効率よく詰め込むことができます。
1回に運べる本数が増えて段ボールが小さくなったり、トラックが小さくできるとか、物流コストとかCO2を削減できるっていうのがあります。
ちなみにお茶のボトルの表面を見てみますと四角い面にくぼみだとかデコボコの溝、リブっていうのが刻まれてるんですね。
これはデザインだけの話じゃないんです。
これは減圧パネルって言われる技術で、お茶とかだと殺菌のために温かい状態でボトルに充填されることが多いんですね。
冷めるときに内部の空気がキュッと縮んで、負圧がかかってボトルが凹んでしまう、凹ませようっていう力がある本ですね。
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ですけど、表面のところに溝を作っておくと冷えたときにその凹みをパネルのところ、減圧パネルのところで吸収させて全体の形を保つとか、そういったものがあります。
あとは外側から力がかかったときに変形しにくいとか、そういった理由もあって、デザインだけではない、機能性もあってボトルっていうのが設計されています。
じゃあ、形が自由だったらお茶のボトルっていうのを全部お茶のボトルは四角くすればいいじゃん、ピシッと100%角っこがピチッと出ているような四角にすればいいじゃんって思うかもしれないんですけど、ここに成形プロセス、射出成形ですね。
あれの壁っていうのがあるんですね。ボトルを作る際、ペットボトルを作る際はブロー成形っていう技術が使われますね。
これは最初にプリフォームって呼ばれる試験管みたいな形をした固いプラスチックのペット樹脂で作った試験管みたいなやつを最初に作るんですね。
これ全然ちっちゃいんですけど、これを加熱して柔らかくして、金型の中にセットして中から空気を、内側に空気をパッと出すんです。
そうすると風船みたいにぺって膨らんで、金型の内壁にピタッと密着して、ペットボトルの形になると。
空気で膨らませるので、一番いいのはやっぱり円柱なんです。
円柱とか球、あの形に膨らませるのが一番自然で樹脂が均一に伸びて成形しやすい。
逆にこの四角い金型、角張った金型っていうと、角の部分まで均一に樹脂を行き渡せるっていうのが非常に難しくなります。
ということは、均一にいかないということは、一部樹脂が薄くなったりとか、
また厳しいところになると、薄くなった樹脂が破けて、そこからお茶が漏れてしまう。
そういったことになってしまう。
なので、できるだけ丸くしたり、技術的にはできるだけ丸くした方が成形コストが下がる。
ペットボトルの形状っていうのは、成形しやすくてコストを抑えられる円柱形状であることっていうのと、
輸送の時に効率がいい角柱形状。
この2つっていうののバランスをちょうど良くなるように、ギリギリのバランスになるように。
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また、中にいる飲み物の特性。
加熱殺菌したいものなのか、常温で詰め込むようなお水なのかっていうので、
この特性に合わせてエンジンエンたちがギリギリのラインで設計しつくしたっていう形状なんですよ。
さらにこの辺に加えて、2リットルのボトルだとそうなんですけど、
注ぐ時、持つ時に落ちやすい。
指が引っかかるみたいなのを考えてあったりとか、
店頭でパッと目を引くブランドボトルのデザイン性みたいなの。
それから捨てる時、廃棄する時に小さく潰せる強度設計みたいなのを色々考えて、
あの形になっています。
ペットボトルって中身が主役であって、ただの容器なんですよ。
ただの容器の中、主役ではない脇役なんですけど、
その中に山のような設計要件と製造のノブハウがぎっしり詰まっています。
これは、ものづくりを作る人にとっては非常に参考になるアイテムだと思います。
こんな感じで、身の回りにありますプロダクトの、
なんでこの形になっているかっていう裏側の製造技術まで考えてみていただけると、
いつもの商品棚を見るっていう視点がちょっと変わって、
世界の改造度っていうのが一個上がりますね。
というわけで今回は、炭酸とお茶のペットボトルの形状の違いから見る、
ものづくりの裏側についてお話しさせていただきました。
皆さんも次にペットボトルを買うとき、ぜひその形状と食感を確かめてみてください。
それでは今回はこの辺で、淡井寺 洋平でした。バイバイ。
