解決策
炭酸飲料は、製造・輸送・回収に費用のかかる、重く割れやすいガラス瓶で売られていた。プラスチックは軽くて安価だったが、ほとんどのプラスチックは炭酸飲料の圧力で割れたり、中身を汚染したりした。
1967年、著名なワイエス美術家一族の一員であるデュポンの技術者ナサニエル・コンバース・ワイエスは、炭酸の圧力で割れない軽量プラスチックボトルの開発に着手した。
彼はポリエチレンテレフタレート——デュポンのマイラー・フィルムと同じ素材——を選び、延伸ブロー成形と呼ばれる工程を発明した。彼はプリフォームを成形し、再加熱し、縦方向に延伸し、その後金型内でブローして、ポリマーを二軸方向に配向させた。
この二軸配向によって壁は強く均一になり、軽量のまま1平方インチあたり100ポンドを超える圧力に耐えられるようになった。このボトルは1973年5月15日に米国特許3,733,309を取得し、代表的な包装容器となった。
達成したこと
二軸延伸プラスチックはガス圧力に耐える
うまくいった理由
PETを二方向に延伸すると分子鎖が整列し、壁が強化される
薄く軽いボトルでも100psiを超える炭酸ガス圧力に耐える
ポリエチレンテレフタレートは食品接触の純度に関するFDA基準を満たした
成形された1つの部品が、重く壊れやすいガラス容器に取って代わった
応用できること
既存の製品が厚みだけによって強さを保っているなら、新しい素材を配向させて薄く軽いまま強くする。旧来の包装ではなく、用途の物理に合わせることが突破口となる。
その後
PETボトルは1970年代半ばのゼロから、世界で年間およそ4000億本が製造されるまでになった。それは包装の標準であると同時にプラスチック廃棄物の問題ともなり、PETのリサイクルはそれ自体が相当な規模の流れに成長した。
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出典
- Biaxially oriented polyethylene terephthalate bottle (US 3,733,309) Google Patents · patents.google.com ·
- Oct. 24, 1911: Birth of an Inventive Wyeth WIRED · wired.com ·