Lightweighting
Weniger ist mehr
• PET-Flaschenentwicklung für stille Getränke setzt Maßstäbe
• Enge Zusammenarbeit zwischen KHS und Husky Technologies
• Entwicklungszeit von nur vier Monaten
Dortmund, 13. Mai 2025 – Nicht weniger als einen neuen Maßstab setzt KHS mit einer der weltweit bisher leichtesten PET-Flaschen für stille Getränke. Unter dem Arbeitstitel „Faktor 101“ entstand in enger Kooperation mit dem in Kanada ansässigen Technologieanbieter und - dienstleister Husky Technologies ein Behälter, der einen Materialeinsatz von nur 5,89 Gramm mit einem Volumen von 591 Milliliter verbindet. Das entspricht der in den Vereinigten Staaten gängigen 20-Unzen-Größe.
Als Machbarkeitsstudie hatte KHS anlässlich der drinktec 2017 das Konzept
„Faktor 100“ präsentiert: Eine PET-Flasche von rund 5 Gramm Gewicht, die 500 Milliliter fasste. Für die Weiterentwicklung erfolgte eine Reihe von Optimierungen, wie KHS-Verpackungsentwickler Fabian Osterhold in Hamburg erklärt: „Bei solch extremem Lightweighting ist vor allem der sogenannte Topload wichtig. Dieser Wert gibt Auskunft darüber, wie belastbar die Flasche in vertikaler Hinsicht ist. Er entscheidet, ob der
Behälter stapelbar ist und den Transport unbeschadet übersteht.“
Leichtgewicht von hoher Stabilität
Um die Stabilität zu erhöhen, wurden das Schulterdesign verändert und der Flaschenkörper mit funktionalen Stegen versehen. Zudem haben Osterhold und seine Kollegen ein Bodendesign mit einem Pop-in-Effekt entwickelt.
Dieser sorgt beim Topload für ein definiertes Einsinken des Bodens und erhöht so den Innendruck und damit die Stabilität der Flasche.
Ein gängiger Topload-Grenzwert in der Industrie beträgt 200 Newton. Mit 220 Newton liegt „Faktor 101“ darüber. Um bei einer PET-Flasche für stilles Wasser diesen hohen Wert zu erzielen, bedurfte es allerdings mehr als einer reinen Anpassung der Behälterform. „Auch das Preformdesign musste weiterentwickelt werden“, betont Osterhold. Dafür habe man sich mit den Spezialisten von Husky zusammengeschlossen. Das Unternehmen verfügt als weltweit führender Anbieter von PET-Preform-Spritzgusssystemen und - services über enorme Expertise und kooperiert mit KHS bereits seit vielen Jahren.
Anspruchsvolle Abstimmung
Technisch ging es hier vor allem um die Reckfaktoren von Rohling zu Flasche und um die daraus resultierenden Preformdimensionen. Für den Spritzguss relevant ist insbesondere die Relation von Länge zu Wandstärke. KHS widmete sich in diesem Zusammenhang den Anforderungen und Möglichkeiten der Streckblasmaschine sowie des Flaschendesigns, während Husky die entsprechenden Modifikationen an der Preform vornahm. „Im Vordergrund stand dabei deren exakte Profilierung, die durch KHS- Technologie erst ermöglicht wurde“, erklärt Osterhold. „In unserer InnoPET Blomax Serie V sorgen beispielsweise Linienstrahler im Ofen für eine sehr präzise Temperaturprofilierung unmittelbar unter dem Neckring der Flasche. Dies stellt sicher, dass dort kein unverstrecktes Material zurückbleibt. So reduziert sich der Kunststoffverbrauch deutlich.“
30 Prozent weniger Material
Gegenüber dem Standard-Lightweight-PET-Behälter für 500 Milliliter stilles Wasser, der üblicherweise im US-Markt 7 Gramm wiegt, benötigt die KHS- Husky-Gemeinschaftsproduktion 30 Prozent weniger Material. Zudem kann sie zu 100 Prozent aus rPET hergestellt werden.
Zur Flaschengeometrie kommen weitere Faktoren hinzu: „Herausfordernd war vor allem die Linienfähigkeit im Hochgeschwindigkeitsbereich von bis zu
90.000 Flaschen pro Stunde“, sagt Osterhold. „Im Fokus standen dabei der Transport, die Etikettierung und die Sekundärverpackung. Im Schrumpftunnel etwa musste der Flaschenschulter besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden und beim Transport sollte der Behälter natürlich nicht umfallen.“
Im Eiltempo entwickelt
„Rekordverdächtig ist neben dem Gewicht auch die Zeit, in der das Projekt umgesetzt wurde“, merkt Osterhold an. Dank des reibungslosen Teamworks zwischen Husky sowie der zahlreichen in den Entwicklungsprozess involvierten KHS-Abteilungen konnte das Projekt innerhalb von nur vier Monaten erfolgreich abgeschlossen werden.
Großes Interesse im Markt
Im Mai letzten Jahres wurde „Faktor 101“ erstmals „zum Anfassen“ auf der Kunststoffmesse NPE 2024 von Husky in Orlando, Florida, präsentiert. Dort stieß das extreme Leichtgewicht auf großes Interesse in der Branche.
Osterhold: „In dieser Form ist die Flasche für Lohnabfüller besonders relevant, die unter hohem Kostendruck stehen.“ Zielmärkte sind vor allem die Vereinigten Staaten, der Mittlere Osten sowie Südamerika. Erste Projekte sind bereits in Vorbereitung.
Gespräch: Frank Haesendonckx, Director Stretch Blow Molding Technology bei KHS, und Michael Müller, Director of Aftermarket PET Tooling, Husky Technologies
Haesendonckx: „Faktor 101“ ist ein ausgezeichnetes Beispiel dafür, wie wir die Kompetenz von Husky in der Preformherstellung mit unserer Expertise in der Flaschengestaltung und -fertigung zusammenbringen. Das gemeinsame Ziel ist es, ein hochwertiges, leistungsfähiges und leichteres Ergebnis zu erzielen, als es jeder von uns allein könnte. Oder wie ich es gerne ausdrücke: Eins plus eins ist bei uns größer zwei.
Müller: Wir sehen einen großen Vorteil darin, unser technisches Know-how zu bündeln und dies für zukünftige Projekte wirksam einzusetzen.
„Faktor 101“ dient hier als Startpunkt für die Diskussion eines Lightweight- Programms bzw. der Optimierung von aktuellen Verpackungslösungen.
Haesendonckx: Unser Anspruch ist es, kostengünstigere Preform- und Flaschenherstellung mit einer verbesserten Performance zu vereinen – auch über „Faktor 101“ hinaus.
Müller: Uns verbinden ein gemeinsamer Geist sowie das Ziel, nachhaltige Verpackungen zu entwickeln.
Ganzheitlicher Ansatz (Quelle: Jörg Schwalfenberg)
Stimmiges Konzept: Von der Preform über den fertig geblasenen PET- Behälter bis hin zur gefüllten, etikettierten und verschlossenen Flasche.
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Direkter Vergleich (Quelle: Jörg Schwalfenberg)
Der Vorgänger Faktor 100 (links) aus dem Jahr 2017 wurde nun in Form des Faktor-101-Konzeptes erfolgreich weiterentwickelt.
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Schulterdesign (Quelle: Jörg Schwalfenberg)
Zur Stabilisierung der extrem leichten Flasche wurde unter anderem deren Schulter mit vertikalen Stegen versehen.
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Fabian Osterhold (Quelle: Jörg Schwalfenberg)
„Im Vordergrund steht die exakte Profilierung der Preform, die durch KHS-Technologie erst ermöglicht wurde“, erklärt KHS-Verpackungsentwickler Fabian Osterhold.
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