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PET-Flasche

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PET-Flasche mit Mineralwasser

PET-Flaschen sind Behälter aus PET, die mittels eines thermischen Verfahrens aus einem PET-Rohling hergestellt werden. Sie werden seit Ende der 1980er Jahre unter anderem als Verpackungsmittel mit Schraubverschluss, seltener auch mit Bügelverschluss in der Getränkeindustrie eingesetzt.

Geschichte

1987: Berthold Beitz (Krupp GmbH), Günter Mittag und Ewald Moldt (DDR) mit PET-Flaschen auf der Hannover Messe

Die Entwicklung der PET-Flasche geht zurück auf die späten 1960er Jahre. Der Forscher Nathaniel Wyeth[1] bei DuPont, Wilmington Delaware, USA, entwickelte das seit den 1930er Jahren bekannte PET weiter und ermöglicht dessen Einsatz als formbares Material. Daneben begannen Maschinenhersteller, wie der amerikanische Hersteller Cincinnati Milacron und die deutschen Maschinenbauer Bekum Maschinenfabriken, Berlin, sowie Heidenreich & Harbeck (später Gildemeister AG) in Hamburg mit der Konstruktion von Hochleistungs-Maschinen zur Herstellung von Kunststoffflaschen.[2]

Mit der Einführung einer 2-Liter-Flasche im Jahr 1978 in den USA durch Coca-Cola startete die PET-Flasche ihre Karriere weltweit.[3] Diese PET-Flasche war ausgestattet mit einer Bodenschale aus anderem Kunststoffmaterial, so dass die Standfestigkeit der Flasche bei einem Innendruck von 5 bar trotz der damals noch unstrukturierten Bodenform gesichert war. PET-Flaschen wurden in Deutschland ca. 1987 zuerst von der Coca-Cola GmbH in Form einer 1,5-Liter-Einwegflasche als so genannte Einsfünfer eingeführt.[4] 1990 folgte dann die, laut Eigenwerbung „unkaputtbare“, Mehrwegflasche[5], ebenfalls mit 1,5 Liter Inhalt.

Anfang der 1990er Jahre war die Technologie, einteilige Flaschen herzustellen, die nur aus PET bestehen, ausgereift und auf dem Markt verfügbar. Diese Tatsache und die verkürzten Vorgaben für die Haltbarkeit von Getränken hatten die Verbreitung der PET-Flasche auf den Märkten zur Folge. Durch technische Weiterentwicklungen in der Herstellung der PET-Flasche wurden sowohl Qualitätsverbesserungen umgesetzt (z. B. Beschichtungsverfahren, Produktionsverfahren zur Herstellung möglichst leichter Flaschen oder zur Heißabfüllung von Saftprodukten), als auch eine höhere Produktivität bei der Herstellung, ein wirtschaftlicherer Einsatz des Rohstoffs PET sowie Energieeinsparungen bei der Produktion ermöglicht. Zudem konnte das Gewicht einer PET-Flasche von ursprünglich ca. 50 – 80 g auf das heute gängige Gewicht von, je nach Volumen und Einsatzzweck (Einweg-, Mehrwegflasche, Heißabfüllung), ca. 12 g bis ca. 35 g reduziert werden.[6]

Der Anteil der PET-Flasche am Verpackungsmix lag 2010 bei 34 % weltweit.[7] In Deutschland, wo PET-Flaschen in den Größen von 0,3 bis 5,0 Liter in Umlauf sind, hat die PET-Flasche im Bereich der kohlensäurehaltigen Softdrinks mittlerweile eine deutlich höhere Verbreitung als die Glasflasche (hier vor allem die Normbrunnenflasche). Inzwischen sind auch vermehrt andere Getränke wie Saft, Nektar und – mit dem geringsten Anteil – Bier in PET-Flaschen erhältlich. Es gibt sowohl Einweg- als auch Mehrweg-PET-Flaschen, wobei letztere deutlich dickwandiger und stabiler sind. Mehrweg-PET-Flaschen werden nach etwa zwanzig Rückläufen wiederaufgearbeitet.

Herstellung

PET-Flaschen vor dem Aufblasen

Basis für die Herstellung von PET-Flaschen ist die Thermoformbarkeit des Grundmaterials Polyethylenterephthalat. Die PET-Flasche wird in zwei Prozessschritten produziert:

Diese beiden Herstellungsschritte können direkt im Kunststoff verarbeitenden Betrieb im Einstufen-Verfahren (Spritzblasverfahren – Injection Stretch Blow Moulding), realisiert werden, so dass die fertigen PET-Flaschen dann zum Getränkebetrieb geliefert werden. Diese Vorgehensweise wird auch mit "Verfahren aus erster Wärme" beschrieben[8].

Der weitaus häufigere Fall[9] ist das Zweistufen-Verfahren mit einer Trennung des Spritzgießverfahrens vom Streckblasverfahren (Verfahren aus zweiter Wärme). Die Preforms werden bei einem Kunststoffverarbeiter hergestellt und an die Getränkebetriebe geliefert, wo die PET-Flaschen in einer eigenen Streckblasmaschine hergestellt werden. Der Vorteil dieser Verfahrensweise liegt darin, dass die unterschiedlichen Prozesszeiten für das Herstellen von Preforms und für das Herstellen von PET-Flaschen nicht aufeinander abgestimmt werden müssen[10]. Zudem ist eine höhere Flexibilität bei der Wahl von Preformtypen und –gewichten gegeben. Auch die geringeren Transportkosten für PET-Rohlinge zwischen dem Kunststoffverarbeiter und Getränkebetrieb sprechen für das Zweistufen-Verfahren.

Da PET-Flaschen hitzeempfindlich sind und daher nicht mit thermischen Sterilisierungsverfahren keimfrei gemacht werden können, bedarf es hierzu einer chemischen Sterilisation, wie z. B. dem DS-Prozess.

Vorteile

SODIS Anwendungsbeispiel aus Indonesien

Für den Verbraucher sind PET-Flaschen komfortabel in der Handhabung, da sie ein geringes Gewicht besitzen und nicht bruchanfällig sind. Aus dem geringen Gewicht resultiert außerdem ein niedriger Transport-Energieverbrauch.

PET-Flaschen enthalten im Gegensatz zu vielen Getränkeflaschen aus anderen Kunststoffen kein gesundheitsschädliches Bisphenol A.[11] Trotz der Bezeichnung „Polyethylenterephthalat“ (PET) enthalten PET-Flaschen keine Weichmacher in Form von Phthalaten, die als Xenohormone fungieren können.[12]

PET Flaschen eignen sich für SODIS, ein einfaches aber wirksamews Verfahren zur Wasserentkeimung. SODIS steht für Solar Water Disinfection und beruht auf der keimtötenden Wirkung der UV-A-Strahlung im Sonnenlicht. Die WHO empfiehlt SODIS als eine effektive Methode zur Wasserbehandlung auf Haushaltsebene. SODIS wird in zahlreichen Entwicklungsländern in einer steigenden Zahl von Haushalten angewendet.

Nachteile

Gasundichtigkeit

PET ist im Gegensatz zu Glas nicht gasdicht. Da Kohlensäure aus der PET-Flasche herausdiffundiert, können manche Getränke bereits nach einigen Wochen schal und ungenießbar werden; eindringender Sauerstoff führt zu Geschmacksveränderungen und gegebenenfalls zu vorzeitiger Zersetzung. Weil das Problem mit zunehmender Gefäßgröße abnimmt (→ A/V-Verhältnis), sind die dünnwandigen Einwegflaschen besonders von kohlensäurehaltigen Getränken meist nur in Füllgrößen über einem Liter erhältlich. Mineralwasser und andere kohlensäurehaltigen Getränke in PET-Flaschen haben eine deutlich kürzere angegebene Mindesthaltbarkeitsdauer (ca. 40-50 %) als solche in Glasflaschen oder Getränkedosen.

Geschmacksbeinträchtigung

Da der PET-Kunststoff mit der Zeit geringere Mengen nach Wein riechendes Acetaldehyd (Ethanal) in die Flüssigkeit abgibt, wurden in PET-Flaschen anfangs nur süßliche, den Beigeschmack kaschierende Getränke abgefüllt. Die PET-Flaschenhersteller geben an, dieses Problem inzwischen in den Griff bekommen zu haben. Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) hält die Konzentration von Acetaldehyd in PET-Flaschen für unbedenklich.[13]

Bereits vor der gesundheitsbezogenen Einstufung dieser Phänomene durch das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) wurden Verfahren entwickelt, die PET-Flaschen innen mit einer SiO2-Schicht mit einer Dicke im Nanometerbereich zu überziehen.[14][15]

Antimon

Untersuchungen aus dem Jahre 2006 zufolge lässt sich in abgefüllten Getränken aus dem PET entwichenes Antimon nachweisen; besonders auffällige Werte wurden bei Mineralwasser ermittelt.[16] Das BfR hat die entsprechenden Untersuchungsergebnisse der Arbeitsgruppe von William Shotyk am Institut für Umwelt-Geochemie der Universität Heidelberg gesundheitlich bewertet und weist darauf hin, dass die dort gemessenen Antimongehalte um zwei Zehnerpotenzen unter dem Migrationsgrenzwert für Antimon liegen, welcher EU-weit gilt.[17] Shotyk selbst weist allerdings darauf hin, dass die Auswirkung von Antimon auf Lebewesen nicht ausreichend untersucht sei und die ermittelten Antimon-Konzentrationen weit über den natürlichen Hintergrundwerten lägen. Daher mahnt er zur Vorsicht.[18] Untersuchungen von in PET-Flaschen abgefüllten Fruchtsäften ergaben Antimonkonzentrationen bis zu 44.7 µg/l in unverdünnten Saftkonzentraten. Der entsprechende EU-Grenzwert für Trinkwasser beträgt 5 µg/l, für Nahrungsmittel sind allerdings keine Grenzwerte festgelegt.[19][20]

Östrogenartige Substanzen

Forscher der Universität Frankfurt am Main wählten im März 2009 eine neue Methode zur Messung von östrogenartigen Substanzen, die sie in Mineralwasser aus PET-Flaschen vermuteten. Sie untersuchten dazu sowohl Mineralwasser aus PET-Flaschen als auch aus Glasflaschen - jedoch nicht wie bisher auf einzelne, bereits bekannte Stoffe, sondern auf eine generelle Belastung durch solche Substanzen. Dabei stellten sie Mengen von bis zu 75 Nanogramm pro Liter an östrogenähnlichen Substanzen fest. Im Durchschnitt war das Wasser aus PET-Flaschen in etwa doppelt so stark belastet durch östrogenartige Substanzen wie jenes aus Glasflaschen.[21]

Die aktuell geltenden Grenzwerte für Schadstoffe in Lebensmitteln sind nicht auf Belastung durch Hormone eingestellt, daher erfassen diese Grenzwerte nicht die Belastung von Lebensmitteln mit östrogenartigen Substanzen. Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) hat am 16. März 2009 in einer Stellungnahme methodische Mängel und offene Fragen dieser Untersuchung thematisiert. Aus den Ergebnissen der Studie ergibt sich nach Ansicht des BfR für die Verbraucher keine Notwendigkeit, auf Mineralwasser aus PET-Flaschen zu verzichten und auf glasverpackte Produkte auszuweichen.[22]

Recycling

PET-Einwegflaschen werden gesammelt und teils recycelt, teils „thermisch weiterverwendet“, also in Müllverbrennungsanlagen oder Heizkraftwerken als Feuerungsmittel eingesetzt.

In Aufbereitungsanlagen werden die PETs in kleine „Flakes“ zerhackt, von Fremdstoffen gereinigt, nach Farben sortiert und zu Granulat aufbereitet. Ein Teil diesen Materials kann dem Neumaterial beigemischt und zur Herstellung neuer Vorformlinge (oder Pre-Forms) in einem Spritzgussverfahren für Getränkeflaschen verwendet werden. Die Herstellung neuer Flaschen rein aus recyceltem Material ist nicht möglich.

Gebrauchtes PET kann auch zur Herstellung von Textilfasern verwendet werden. Weltmarktführer auf diesem Gebiet ist China. Allein im Jahre 2006 wurden knapp 4 Millionen Tonnen PET-Abfälle nach China exportiert, was etwa 100 Milliarden Plastikflaschen entspricht.[23]. Auch die Türkei importiert altes PET, um daraus Textilfasern herzustellen.[24]

Deutschland

Bedingt durch die Pfandregelung in Deutschland wird ein Großteil der PET-Flaschen über die Leergutsammelstellen der Wiederverwertung zugeführt. So gelangen etwa 30 % der PET-Flaschen in einen „sortenreinen Stoffkreislauf“.

Österreich

In Österreich wurden 1996 rund 7.000 t PET eingesetzt, 2002 lag die Marktmenge bei rund 26.800 t. 2003 erreichte sie das Rekordniveau von rund 33.700 t. Im Jahr 2004 lag sie wiederum bei rd. 33.800 t, im darauffolgenden Jahr 2005 stieg sie unter Berücksichtigung der so genannten Zweiweg Systeme auf rd. 36.400 t. 2006 erreichte die Marktmenge rd. 39.000 t und im Berichtsjahr 2007 schließlich 40.500 t.[25] Die PET to PET Recycling Österreich GmbH – ein Unternehmen der Firmengruppen Coca-Cola Hellenic Österreich, Radlberger Getränke, Rauch Fruchtsäfte, Spitz und Vöslauer - betreibt landesweit die einzige Anlage für PET-Recycling. In der Anlage im burgenländischen Müllendorf wurden seit ihrer Inbetriebnahme im August 2007 rund 43.964 Tonnen PET-Material wieder zu Ausgangsmaterial für neue PET-Flaschen und andere Lebensmittelverpackungen verarbeitet. Nach der Verwertung bei PET to PET steht das aufbereitete Material allen Unternehmen der Getränkeindustrie, die die Anforderungen der Nachhaltigkeitsagenda erfüllen, zu Verfügung. Die Mengen orientieren sich nach dem Prozentsatz ihrer "Inverkehrsetzung" (laut ARA-Statistik), das heißt, je mehr Flaschen ein Unternehmen per Handel in Umlauf bringt, umso größere Mengen an aufbereitetem Material stehen dem Getränkehersteller zur Verfügung.

Schweiz

Rücklaufquoten

Deutschland

Der Umlauf an PET-Flaschen in Deutschland wurde im Jahr 2003 auf etwa 800 Millionen Stück in den Größeneinheiten 1,5 Liter, 1 Liter und 0,5 Liter geschätzt. Mit der Einführung des Pflichtpfands auf definierte Einweg-Getränkeverpackungen am 1. Januar 2003 kam es zu einem sprunghaften Anstieg der Umlaufmengen. Vor diesem Stichtag recycelte das „Duale System“ rund 99 % der gesammelten PET-Flaschen, was einem Anteil von etwa der Hälfte der insgesamt produzierten Flaschen entsprach. Seit Anfang 2003 werden etwa 70 % der deutschen PET-Flaschen direkt von den Discountern zurückgenommen. Über die aktuellen Umlaufmengen gibt es derzeit keine verlässlichen Angaben.

Österreich

In Österreich werden Leichtverpackungen und PET Flaschen über die ARA AG – die Altstoff Recycling Austria – gesammelt, sortiert und verwertet. Über das flächendeckende, lizenzierte System werden Haushalte und Betriebe versorgt (Sammlung, Sortierung und Verwertung von Verpackungsabfällen).

Schweiz

In der Schweiz ist die „Abgabe und die Rücknahme von Getränkeverpackungen für die Verwendung im Inland“ in der vom Bundesrat erlassenen Verordnung über Getränkeverpackungen (VGV) vom 5. Juli 2000 geregelt.[26] Demnach müssen Händler, Hersteller und Importeure, welche die Getränke in Einwegverpackungen aus PET abgeben, solche Einwegverpackungen auch in allen Verkaufsstellen zurücknehmen. Die Verwertungsquote soll dabei mindestens 75 Prozent betragen. Wird diese nicht erreicht, kann das Eidgenössische Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation ein Pfand auf PET-Getränkeverpackungen einführen.

Für die flächendeckende getrennte Sammlung von PET-Einweggetränkeflaschen ist der Verein PRS PET-Recycling Schweiz verantwortlich. Dieser betreibt landesweit ein Sammelstellennetz von insgesamt rund 42.000 Sammelbehältern an mehr als 26.000 Standorten, davon befinden sich 6.000 Standorte direkt bei den Verkaufsstellen und 20.000 bei freiwilligen Sammelstellen aus dem Arbeits- und Freizeitbereich.

2010 lag die Rücklaufquote bei einem Verbrauch von über einer Milliarde PET-Flaschen bzw. von 45.650 Tonnen bei 80 Prozent.[27]

Commons: PET-Flaschen – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. ↑ http://web.mit.edu/invent/iow/wyeth.html
  2. ↑ O. Brandau, Stretch Blow Moulding, A Hands-on-Guide, Heidelberg, 2003, ISBN 3-9807497-2-X
  3. ↑ http://newsroom.coca-cola-gmbh.de/ccd/2011/08/developed-by-coca-cola-meilensteine-der-verpackungsgeschichte.html
  4. ↑ Coca-Cola-Dosen.de: alter Aufkleber zur Markteinführung der "Einsfünfer" (mit Fanta-Design von 1987)
  5. ↑ Nina Janich: Werbesprache. Ein Arbeitsbuch. 2. Auflage. Narr, Tübingen, S. 106. ISBN 3-8233-4974-0
  6. ↑ http://www.neue-verpackung.de/texte/anzeigen/3034/Gewicht-von-PET-Flaschen-nimmt-in-Frankreich-weiter-ab
  7. ↑ http://www.canadean.com/Portals/0/news/canadean_press_releases/pdf/beveragepackaging/Canadean-Press-Release-Innovation-in-Beverage-Packaging-2010.pdf
  8. ↑ Walter Michaeli, Einführung in die Kunststoffverarbeitung, Hanser, München, 2010, ISBN 978-3-446-42488-3, S. 112
  9. ↑ Michael Thielen, Klaus Hartwig, Peter Gust, Blasformen von Hohlkörpern, Hanser, München, 2006, ISBN 3-446-22671-0, S.149
  10. ↑ ebd. S.211
  11. ↑ BfR Bund
  12. ↑ BfR Bund
  13. ↑ BfR zur Acetaldehyd-Konzentration in PET-Flaschen (englisch)
  14. ↑ „Ein Forschungsergebnis geht um die Welt: Physiker entwickelten neue Flasche für Coca Cola“ (Stand: 18. Mai 2000)
  15. ↑ „Forscher machen PET-Flaschen steril und dicht“ (pressetext austria, 25. Februar 2006)
  16. ↑ „Mineralwasser aus PET-Flaschen ist mit Antimon verunreinigt“ (Informationsdienst Wissenschaft, 24. Januar 2006)
  17. ↑ BfR zur Antimon-Konzentration in PET-Flaschen (englisch)
  18. ↑ William Shotyk zu Antimon in der Umwelt (englisch)
  19. ↑ Claus Hansen, Alexandra Tsirigotaki, Søren Alex Bak, Spiros A. Pergantis, Stefan Stürup, Bente Gammelgaard and Helle Rüsz Hansen: Elevated antimony concentrations in commercial juices. Journal of Environmental Monitoring, 17. Februar 2010, abgerufen am 1. März 2010.
  20. ↑ Sophie Borland: Fruit juice cancer warning as scientists find harmful chemical in 16 drinks. Daily Mail, 1. März 2010, abgerufen am 1. März 2010.
  21. ↑ Wagner, M. & Oehlmann, J. (2009):Endocrine disruptors in bottled mineral water: total estrogenic burden and migration from plastic bottles (Abstract), Komplette Studie als PDF oder HTML, Environmental Science and Pollution Research, Online First
  22. ↑ bfr.bund.de (PDF) „Homonell wirkende Substanzen in Mineralwasser aus PET-Flaschen. Information Nr. 006/2009 des BfR vom 18. März 2009 zu einer Studie der Universität Frankfurt am Main“
  23. ↑ Jacken aus Plastikflaschen auf www.tagesspiegel.de
  24. ↑ Dieser Pulli war mal eine Flasche im Hamburger Abendblatt
  25. ↑ "Umsetzungsbericht der österreichischen Getränkewirtschaft 2008 pdf" [1]
  26. ↑ Verordnung über Getränkeverpackungen (VGV) vom 5. Juli 2000
  27. ↑ Medienmitteilungen vom Verein PRS PET-Recycling Schweiz und vom Bundesamt für Umwelt, 3. August 2011
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