La oss ta en flaske med sprudlende vann og se på den fra undersiden. Vi vil se fem «kronblad» som stikker nedover, som mangler fra bunnen av naturlige vannflasker. Det kan virke som et rent estetisk valg, men i virkeligheten er det et resultat av presise ingeniørbehov. Som vist av flere vitenskapelige studier, inkludert en anmeldelse fra 2006 av Hanley og kolleger publisert i tidsskriftet Journal of Applied Polymer Scienceer denne geometrien hovedsakelig vant til bedre fordele mekanisk innsats generert av indre trykk av kullsyreholdige drikkernoe som gjør flasken mer stabil og holdbar uten å øke mengden plast som brukes. Den har også et spesifikt navn: petaloid base (fra engelsk petaloid basefordi den ligner kronbladene til en blomst). Det er derfor ikke en designdetalj, men en løsning utviklet for unngå deformasjoner, sprekker og innsynkning av underlagetmens du holder flasken balansert når den plasseres på en overflate.
Det indre trykket for musserende og kullsyreholdig vann
Kullsyreholdige drikker inneholder karbondioksid (CO2) oppløst som, inne i en lukket beholder, genererer en avgjort betydelig internt press. Verdiene avhenger av typen drikke og den ytre temperaturen, men for å få en idé ble en eksperimentell studie fra 2008 publisert i Journal of Chemical Education målte indre trykknivåer opptil 4 barer ved en temperatur på 20 °C. Selv om dette er en studie utført på bokser og ikke spesifikt på plastflasker, er det et faktum som ikke kan ignoreres: vi går opp til firedoble det atmosfæriske trykket som vi er vant til hver dag!
De det mest sårbare punktet på flasken det er akkurat det bunn: det er området lengst fra hetten, det som berører støtteflaten og det der materialet har en tendens til å være tynnere. Hvis den var helt flat, ville den konsentrert innsatsen noen få steder, og det kunne den deformeres lett utover, noe som gjør ustabil flaske eller i verste fall oppmuntre til dannelsen av sprekker. Kronbladsformen omgå problemet snu det nedovertrykket til ett serie buede buer.
Som et rundt hvelv i arkitekturen, hvert «kronblad» konverterer trykkkraften til spenninger som beveger seg langs de buede veggene mot støtteføttene. Lasten den er ikke konsentrert i ett punkt: det er sortert og dette er nøkkelen. I følge en studie fra 2009 publisert i Journal of Applied Polymer Sciencepunktet for maksimal stress finnes ikke på tuppene av «føttene», men i daler mellom et kronblad og et annet, et svakt punkt der de første mikrosprekkene kan oppstå, noe som får kronbladstrukturen til å «svikte», spesielt ved høye temperaturer.
En ytterligere studie fra det samme vitenskapelige tidsskriftet viste det geometrien til bunnen direkte påvirker fordelingen av mekaniske spenninger og som, ved å modifisere form og størrelse på «kronbladene», det endrer seg også flaskens motstand mot indre trykk. I hovedsak lar ikke bare den spesielle formen, men selve arrangementet av «føttene» deg bedre fordele innsatsen og redusere risikoen for brudd.
Hvorfor fem kronblad?
Og antall kronblader? Hvorfor fem og ikke tre, fire eller syv? Vitenskapelig litteratur den identifiserer ikke tallet fem som et universelt optimum. Patentene som bidro til utviklingen av fondet kronblad angi hva en flaske kan ha minst tre støttermen atforetrukket konfigurasjon det er generelt at a fem kronbladerfordelt symmetrisk rundt bunnen. I henhold til disse designløsningene, a odde antall støtter forbedrer beholderens stabilitetmens fem representerer en godt kompromiss mellom mekanisk motstand, stabilitet og mengde materiale som brukes. I realiteten er det også midler med syv kronbladerselv om det er sjeldent, brukt i spesifikke applikasjonersom viser at det ikke er noe «perfekt» nummer som er gyldig for alle flasker.
Men vær forsiktig: alt dette det gir bare mening med kullsyreholdige drikker. Vannflasker med vann, juiceflasker eller melkeflasker har ofte flat bunn med en enkel sentral kuppel, bare fordi de trenger ikke å motstå betydelig indre press. Enkelt sagt, den optimale formen på fondet avhenger helt av innholdet: trykk er variabelen som bestemmer alt annet.
