Problemstellung: Rissbildungen an PET-Mehrwegflaschen

PET-Mehrwegflaschen durchlaufen typischerweise zwanzig und mehr Nutzungszyklen. Während des Waschens, Befüllens, Transports, der Lagerung und der eigentlichen Nutzung beim Verbraucher unterliegen die Flaschen einem Belastungskollektiv, das für jede Flasche individuell ist. Bei sich häufenden Schadensfällen wurden von Verbrauchern Undichtigkeiten im Gewindebereich an PET-Mehrwegflaschen eines bestimmten Typs reklamiert. 

Methodik: Nachstellversuche und mikroskopische Analyse (LIM / FESEM)

  • Nachstellversuche zwecks Lebenszyklussimulation.
  • Die Testflaschen wurden markiert und in laufenden Abfülllinien insgesamt in 10 Durchgängen gewaschen, befüllt, verschlossen und entleert.
  • Vergleichende mikroskopische Untersuchungen zur Detektion möglicher Rissbildungen in Abhängigkeit der zuvor durchlaufenen Füllzyklen. 

Ergebnis: Effektüberlagerung im Gewindebereich

Mit steigender Zahl an Waschzyklen wurde eine Zunahme sichtbarer Anrisse im Gewindebereich beobachtet.  Die Risse wurden auf der Flaschenaußenseite initiiert. Jedoch treten diese Risse nicht bei jeder Mehrwegflasche auf: Es konnte eine Korrelation zwischen Rissausbildung und verwendetem Verschlussdesign hergestellt werden. Mithilfe mikroskopischer Methoden wurden Spuren eines chemischen Materialangriffs auf der Gewindeoberfläche nachgewiesen. Die Vermutung liegt nahe, dass es sich um die Wirkung der verwendeten Waschlauge handelt. Weiterhin wurden verarbeitungsbedingte Orientierungen / Spannungen im Gewindebereich der Flaschen gefunden. Die Risse werden durch ein Lastkollektiv von Zug- / Biegespannungen im Gewindebereich hervorgerufen, die durch den vorherrschenden Flascheninnendruck sowie das verwendete Verschlussdesign bedingt werden. Die mediale Belastung durch die Waschlauge vervielfacht die Wirkung der mechanischen Belastungen. 

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Christoph Zekorn

Mikroskopische Analyse Laborleiter Mikroskopische Analyse +49 241 80-28341 christoph.zekorn@ikv.rwth-aachen.de

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