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Die Erfindung betrifft einen (Verpackungs-)Behälter aus Kunststoff, insbesondere einen Eimer oder eine Dose, mit einem Boden und mit einer umlaufenden Seitenwand, wobei der Boden und die umlaufende Seitenwand einen Kern aus einem zweiten Kunststoff-Material aufweisen, der von einer Hülle aus einem ersten, vom zweiten verschiedenen Kunststoff-Material umgeben ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Behälters aus Kunststoff, insbesondere eines Eimers oder einer Dose, mit einem Boden und mit einer umlaufenden Seitenwand.
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Ein Behälter aus Kunststoff, der ein Kern-Material und eines oder mehrere Hüllen-Materialien aufweist, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung sind in der
US 2007/021503 A1 beschrieben. Bei dem als Co-Injektionsverfahren bezeichneten Herstellungsverfahren wird zunächst das Hüllen-Material und nachfolgend bzw. zeitlich überlappend das Kern-Material an einer typischerweise zentralen Einspritz-Position in einen Form-Hohlraum einer Spritzgussform eingespritzt, so dass das Kern-Material im Wesentlichen von dem Hüllen-Material umgeben ist. Bei einem Behälter in Form eines Eimers liegt eine solche Einspritz-Position in der Mitte des Bodens. Das Kern-Material wird ausgehend von der Mitte des Bodens symmetrisch in dem Hüllen-Material verteilt und erstreckt sich in die umlaufende Seitenwand. Abhängig von den gewählten Prozess-Parametern beim Spritzgießen kann sich das Kern-Material ausgehend von dem Boden entlang der Behälterhochachse nur über einen Teil der Höhe der Seitenwand oder ggf. über die gesamte Höhe der Seitenwand erstrecken.
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Das in der
US 2007/0212503 A1 beschriebene Herstellungsverfahren eignet sich insbesondere dazu, um den Anteil von Original-Kunststoff von Kunststoff-Hartverpackungen durch recycelte Kunststoffe (Regenerat-Kunststoffe) zu ersetzen, die aus Post-Consumer-Abfällen hergestellt werden. Mit Hilfe des Co-Injektionsverfahrens wird der recycelte Kunststoff als „Sandwich-Komponente“ in die Wandung bzw. in die Hülle des Behälters eingespritzt. Die Intention ist hierbei, die für den Anwender sichtbare Hülle unverändert aussehen zu lassen, da für diese nicht recyceltes, in der Regel helles Kunststoff-Material verwendet wird, während der Kern aus dem recycelten Kunststoff in der Regel einen dunklen Farbton aufweist, da Regenerat-Kunststoffe in ausreichender Menge nur in dunklen Farbtönen verfügbar sind.
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Durch die dunkle Farbe zeichnet sich der Kern mit dem Regenerat-Kunststoff an der umlaufenden Seitenwand des Behälters, z.B. eines Eimers, dennoch für den Betrachter deutlich sichtbar ab. Zur optischen Abdeckung des Kerns kann eine in den Form-Hohlraum eingelegte, hinterspritzte und zuvor in der Regel bedruckte Folie (= „In-Mould-Label“ oder abgekürzt „IML“) genutzt werden. Die Dekoration mit dem In-Mould-Label kann vollumfänglich erfolgen, d.h. das In-Mould-Label kann zumindest in Umfangsrichtung praktisch die gesamte umlaufende Seitenwand des Behälters überdecken. Alternativ kann das In-Mould-Label nur in einem Teilbereich umfangs- und/oder höhenachsenseitig auf der Oberfläche der Seitenwand des Behälters angebracht sein. Die IMLs (egal ob voll- oder teilflächige IMLs) sind standardmäßig an allen Seiten durch jeweils eine geradlinige Stanzkante begrenzt.
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Da beim IML-Prozess in der Regel (ggf. auch nur geringfügig) unterschiedliche Materialen miteinander verschweißt werden (gemeint sind das Material der Folie des IMLs und das Material der Hülle des Behälters), resultieren auf der Behälteroberfläche an der Seitenwand des Behälters im Bereich der Stanzkanten des IMLs Kerbwirkungen, wenn das Gebinde bzw. der Behälter (auch in zulässigem Maße) mechanisch deformiert wird, d.h. wenn es zu zulässigen Beulungen der Behälterwandungen kommt. Derartige zulässige Beulungen können z.B. bei Verschließ- und Stapelprozessen, in Logistikprozessen (z.B. bei LKW-Transporten) und in besonderem Maße in Rüttelvorgängen (z.B. in Farbrüttlern in Baumärkten oder in Herstellbetrieben der Bau- und Chemieindustrie) auftreten. Gleiches gilt auch für IML-dekorierte Deckel, die im Gebindeverbund unter Auflast regelmäßig eine Kerbwirkung entlang der IML Stanzkante erfahren.
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In der
DE 10 2017 107 675 A1 wird zur Vermeidung bzw. zur Reduzierung der Kerbwirkung vorgeschlagen, ein In-Mould-Label zu verwenden, das mindestens eine Kante aufweist, an der sich Vorsprünge des In-Mould-Labels mit Rücksprüngen des In-Mould-Labels abwechseln.
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Bei der Verwendung von Regenerat-Kunststoffen besteht das zusätzliche Problem, dass diese höhere Streuungen im Bereich ihrer mechanischen Kennwerte aufweisen als neue, nicht recycelte Kunststoffe. Die Gefahr einer Kerbwirkung an der Kante eines In-Mould-Labels wird durch die Verwendung von Regenerat-Kunststoffen daher verstärkt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Behälter und ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters derart weiterzubilden, dass die Gefahr von Beschädigungen der Seitenwand des Behälters bei mechanischen Belastungen reduziert ist.
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Diese Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der Erfindung gelöst durch einen Behälter der eingangs genannten Art, bei dem der Kern an der umlaufenden Seitenwand in Umfangsrichtung nicht vollständig umläuft. Die umlaufende Seitenwand eines solchen Behälters weist somit mindestens einen Bereich in Umfangsrichtung auf, der zumindest entlang eines Abschnitts der Höhe der umlaufenden Seitenwand, insbesondere entlang der gesamten Höhe der umlaufenden Seitenwand, nur aus dem ersten Kunststoff-Material, d.h. aus dem Material der Hülle, besteht.
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Dies ist aus ästhetischen Gründen vorteilhaft, da in diesem Bereich der Behälter von einem Benutzer wie ein herkömmlicher Behälter ohne Regenerat-Material wahrgenommen wird. Dies ist auch vorteilhaft, wenn in dem Bereich, in dem die Seitenwand nur aus der Hülle gebildet ist, eine erhöhte Gefahr für Beschädigungen besteht, wie dies beispielsweise bei einem IML-Zusammenlauf (s.u.) der Fall ist oder ggf. aus anderen Gründen der Fall sein kann.
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Bei einer Ausführungsform verläuft der Kern in der umlaufenden Seitenwand asymmetrisch zu einer Mitten-Position des Bodens, wobei bevorzugt eine Einspritz-Position des zweiten Kunststoff-Materials zu der Mitten-Position des Bodens versetzt ist. Wie weiter oben beschrieben wurde, wird der Behälter im Spritzgussverfahren hergestellt. Bei einem herkömmlichen Behälter ist die Einspritz-Position des flüssigen Kunststoff-Materials an einer Mitten-Position, d.h. mittig in dem Boden, gebildet. Bei dem hier beschriebenen Behälter wird als Einspritz-Position für das Kunststoff-Material der Hülle in der Regel die Mitten-Position des Bodens beibehalten, die Einspritz-Position für das Kunststoff-Material des Kerns ist aber von der Mitten-Position beabstandet. Auf diese Weise wird ein Behälter mit einem in Bezug auf die Mitten-Position des Bodens asymmetrischen Kern erzeugt. Bei geeigneter Wahl der Parameter des Spritzgießverfahrens kann erreicht werden, dass der asymmetrische Kern sich in Umfangsrichtung nicht über die gesamte umlaufende Seitenwand erstreckt, sondern ein - ggf. schmaler - Bereich in Umfangsrichtung verbleibt, in dem nur das Material der Hülle vorhanden ist.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist mindestens ein In-Mould-Label an der umlaufenden Seitenwand angebracht. Wenn das In-Mould-Label geeignet zu dem Bereich ausgerichtet wird, in dem nur das Material der Hülle vorhanden ist, kann auf diese Weise die Kerbwirkung durch das In-Mould-Label reduziert werden: In den für die Kerbwirkung kritischen Bereichen, insbesondere an den Kanten des In-Mould-Labels, kann auf diese Weise vermieden werden, dass der im Hinblick auf seine mechanischen Eigenschaften schlechtere Kunststoff des Kerns vorhanden ist. Auch für den Fall, dass der Kern aus einem Kunststoff-Material mit guten mechanischen Eigenschaften gebildet ist, kann es sinnvoll sein, wenn in den für die Kerbwirkung kritischen Bereichen nur das Kunststoff-Material der Hülle und nicht des Kerns vorhanden ist.
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Bei einer weiteren Ausführungsform überdeckt das mindestens eine In-Mould-Label den Kern an der umlaufenden Seitenwand im Wesentlichen vollständig. Wie weiter oben beschrieben wurde, ist es aus ästhetischen Gründen in der Regel vorteilhaft, wenn das Kunststoff-Material des Kerns von dem In-Mould-Label überdeckt wird, so dass dieses für einen Bediener möglichst unsichtbar bleibt.
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Bevorzugt überlappt mindestens eine sich im Wesentlichen entlang einer Behälterhochachse erstreckende Kante des In-Mould-Labels nicht mit dem Kern. Unabhängig von der Art des Kunststoff-Materials des Kerns kann sich die Sandwich-Bauweise des Behälters ungünstig auf dessen Festigkeitseigenschaften, insbesondere hinsichtlich einer Rissbildung entlang einer Kante des In-Mould-Labels, auswirken. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass es sich bei dem Kunststoff-Material des Kerns um einen Regenerat-Kunststoff handelt, bei dem eine Überlappung des Kerns mit einer jeweiligen Kante des In-Mould-Labels möglichst vollständig vermieden werden sollte.
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Die Behälterhochachse verläuft senkrecht zum Boden des Behälters, der sich an die umlaufende Seitenwand anschließt. Bei einem Behälter, z.B. in Form eines Eimers, kann der Boden beispielsweise eine kreisförmige, ovale oder eine rechteckige bzw. quadratische Grundfläche aufweisen. Die umlaufende Seitenwand verläuft in Bezug auf die Behälterhochachse in der Regel leicht schräg, d.h. der Behälter ist geringfügig konisch ausgebildet, damit mehrere Behälter ineinander genestet werden können.
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Unter dem Begriff „im Wesentlichen“ in Richtung der Behälterhochachse (d.h. in vertikaler Richtung) wird ein Verlauf der Kante des In-Mould-Labels verstanden, der sich entlang der (konischen) umlaufenden Seitenwand erstreckt, aber (nahezu) keine Längenausdehnung in Umfangsrichtung aufweist, d.h. nicht (oder nicht erheblich) in Umfangsrichtung geneigt ist. Insbesondere die senkrechten, d.h. die in Richtung der Behälterhochachse verlaufenden Kanten des In-Mould-Labels sind besonders anfällig für das Durchbrechen der Behälterwand bei mechanischen Beanspruchungen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform läuft das In-Mould-Label in Umfangsrichtung ringförmig um, wobei zwischen zwei gegenüberliegenden Kanten des In-Mould-Labels ein sich im Wesentlichen entlang der Behälterhochachse erstreckender Zwischenraum an der umlaufenden Seitenwand gebildet ist, wobei der Kern sich bevorzugt nicht in den Zwischenraum erstreckt. Bei dieser Ausführungsform ist typischerweise ein einziges, ringförmiges In-Mould-Label auf die umlaufende Seitenwand aufgebracht. Die Kanten des ringförmigen In-Mould-Labels überlappen in diesem Fall nicht, d.h. das In-Mould-Label bildet keinen vollständig umlaufenden Ring, da dies den Verbund schwächen würde. Zwischen den beiden gegenüberliegenden Kanten ist daher ein Zwischenraum gebildet, d.h. die beiden Kanten sind voneinander beabstandet. Bevorzugt überlappen die beiden gegenüberliegenden Kanten und der zwischen diesen gebildete Zwischenraum nicht mit dem Kern.
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In der Regel ist der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Kanten bzw. der Zwischenraum vergleichsweise klein und weist eine Breite in Umfangsrichtung auf, die bei weniger als ca. 1 cm liegt. In dem Bereich an der umlaufenden Seitenwand, an welcher der Zwischenraum gebildet ist, erstrecken sich daher zwei im Wesentlichen entlang der Behälterhochachse verlaufende Kanten in geringem Abstand zueinander, so dass der Bereich des Zwischenraums besonders anfällig für das Durchbrechen der Seitenwand bei mechanischen Beanspruchungen ist. Daher ist es günstig, wenn der Kern nicht oder nur möglichst wenig mit dem Zwischenraum überlappt.
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Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist der Zwischenraum an einer in Bezug auf die Mitten-Position des Bodens abgewandten Seite der Einspritz-Position des zweiten Kunststoff-Materials gebildet. Der asymmetrisch zur Mitten-Position des Bodens verlaufende Kern ist somit auf die dem Zwischenraum abgewandte Seite des Behälters konzentriert bzw. der Kern ist von dieser Seite des Behälters weg versetzt. Auf diese Weise kann der Überlapp zwischen dem Kern und dem Zwischenraum stark reduziert werden. Insbesondere kann bei geeigneter Prozessführung ein Überlapp zwischen dem Kern und dem Zwischenraum vollständig verhindert werden.
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Bei einer Ausführungsform weist das In-Mould-Label mindestens eine Kante auf, an der sich Vorsprünge mit Rücksprüngen abwechseln. Wie in der eingangs zitierten
DE 10 2017 107 675 A1 beschrieben wurde, kann durch die Verwendung von mäanderförmigen Kanten bzw. von Kanten, bei denen sich Vorsprünge mit Rücksprüngen abwechseln, die Kerbwirkung entlang der Kanten des In-Mould-Labels reduziert werden. Eine solche Reduzierung ist insbesondere bei dem hier beschriebenen Behälter günstig, dessen Sandwich-Aufbau die Kerbwirkung in der Regel verstärkt.
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Bei einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem zweiten Kunststoff-Material, d.h. dem Material des Kerns, um einen Regenerat-Kunststoff und bei dem ersten Kunststoff-Material, d.h. dem Material der Hülle, nicht um einen Regenerat-Kunststoff. Wie weiter oben beschrieben wurde, sind bei einem Regenerat-Kunststoff die Streuungen im Bereich der mechanischen Kennwerte in der Regel größer als bei neuwertigen Kunststoff-Materialien, so dass ein Regenerat-Kunststoff in der Regel eine mechanische Schwächung des Behälters bzw. des Verbunds bewirkt. Zudem ist die Farbe eines solchen Regenerat-Kunststoffs in der Regel dunkler als bei einem neuwertigen Kunststoff, so dass der Regenerat-Kunststoff bevorzugt für den Kern verwendet und in die Hülle aus neuwertigem Kunststoff eingebettet wird.
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Bei einer Ausführungsform weist der Behälter im Bereich einer Öffnung einen umlaufenden Rand mit einem Eingriffsbereich zum Zusammenwirken mit einem Deckel auf. An dem Eingriffsbereich ist ein Klemmprofil gebildet sein, der mit einem entsprechenden Klemmprofil am Deckel zusammenwirkt.
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Bei dem ersten Kunststoff-Material und bei dem zweiten Kunststoff-Material des Behälters handelt es sich bevorzugt um Polyethylen, Polypropylen, Polyamide oder Polyolefine. Behälter und/oder Deckel aus Polyolefinen, insbesondere aus Polyethylen oder aus Polypropylen, sind typischerweise kostengünstig herstellbar. Ferner weisen derartige Behälter bzw. Deckel vorteilhafte Eigenschaften auf, wie z.B. eine große Beständigkeit durch hohe Zähigkeits- und Reißdehnungswerte. Grundsätzlich kann der Behälter bzw. der Deckel aber auch aus anderen Kunststoff-Materialien (insbesondere aus Thermoplasten, ggf. auch aus Duroplasten) hergestellt sein. Der hier beschriebene Behälter ist typischerweise in einem Spritzgussverfahren hergestellt.
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Das In-Mould-Label, genauer gesagt dessen Trägerfolie, ist in der Regel ebenfalls aus einem der o.a. Kunststoffe gebildet. Die Trägerfolie der hier beschriebenen In-Mould-Label kann aber auch aus anderen Werkstoffen, wie z.B. aus Papier oder aus Verbunden von Papier und/oder Kunststoffen und/oder Metallen, oder aus Verbunden von mehreren verschiedenen Kunststoffen (z.B. Polypropylen und Ethylen-Vinylalkohol-Copolymeren [EVOH]) hergestellt sein.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren der eingangs genannten Art, umfassend: Einspritzen eines ersten Kunststoff-Materials an einer ersten Einspritz-Position des Bodens in den Form-Hohlraum, sowie Einspritzen eines zweiten Kunststoff-Materials an einer zweiten, von der ersten verschiedenen Einspritz-Position des Bodens in den Form-Hohlraum, wobei durch die zeitliche Abfolge des Einspritzens des ersten und zweiten Kunststoff-Materials in dem Boden und an der umlaufenden Seitenwand ein Kern aus dem zweiten Kunststoff-Material gebildet wird, der von einer Hülle aus dem ersten, vom zweiten verschiedenen Kunststoff-Material umgeben ist, wobei der Kern bevorzugt asymmetrisch zu einer Mitten-Position des Bodens verläuft. Typischerweise läuft der Kern an der umlaufenden Seitenwand in Umfangsrichtung nicht vollständig um.
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Durch die zueinander versetzte Anordnung der Einspritz-Positionen können die Materialströme gezielt gesteuert werden. Man nutzt hierbei das „Verdrängungsprinzip“ des Co-Injektionsverfahrens - d.h. das zweite Kunststoff-Material verdrängt in dem plastischen Kern das erste Kunststoff-Material, bis eine 100%-Füllung des Form-Hohlraums des Spritzguss-Werkzeugs erfolgt. Durch den geometrischen Abstand der beiden Einspritz-Positionen ergeben sich unterschiedlich lange Fließwege und Druckunterschiede, welche die Schmelze-Ströme geeignet beeinflussen und steuern.
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Bei einer Variante ist die zweite Einspritz-Position zu einer Mitten-Position des Bodens versetzt angeordnet und bevorzugt entspricht die erste Einspritz-Position der Mitten-Position des Bodens. Bevorzugt werden das erste Kunststoff-Material der Hülle zentral und das zweite Kunststoff-Material des Kerns asymmetrisch zur Mitten-Position des Bodens eingespritzt. Dadurch ergibt sich die weiter oben beschriebene asymmetrische Ausbildung des Kerns.
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Bei einer weiteren Variante umfasst das Verfahren: Einlegen eines In-Mould-Labels in den Form-Hohlraum vor dem Einspritzen des ersten und des zweiten Kunststoff-Materials. Ein ringförmig umlaufendes In-Mould-Label wird hierbei typischerweise so in das Form-Werkzeug bzw. in den Form-Hohlraum eingelegt, dass der IML-Zusammenlauf an einer in Bezug auf die Mitten-Position des Bodens abgewandten Seite der Einspritz-Position des zweiten Kunststoff-Materials angeordnet ist. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass der Kern sich nicht bzw. möglichst wenig in den IML-Zusammenlauf bzw. in den Zwischenraum zwischen den einander zugewandten Kanten des ringförmig umlaufenden In-Mould-Labels erstreckt. Es versteht sich, dass auch andere als das hier beschriebene Verfahren zur Herstellung asymmetrischer Schmelze-Ströme möglich sind (variable Anpassung von Wandstärken, etc.), welche die Herstellung des weiter oben beschriebenen Behälters ermöglichen.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen die:
- 1a,b Darstellungen eines Kunststoff-Behälters mit einem symmetrischen Kern, einer Hülle und einem In-Mould-Label gemäß dem Stand der Technik,
- 2a,b Darstellungen analog zu 1a,b, bei dem der Kern asymmetrisch zu einer Mitten-Position eines Bodens des Behälters ausgebildet ist, sowie
- 3a,b Darstellungen eines Form-Hohlraums bei der Herstellung des Behälters von 2a,b.
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Der in 1a,b gezeigte, aus dem Stand der Technik bekannte Behälter 1 (Eimer) umfasst einen Boden 2 und eine umlaufende Seitenwand 3. Die Seitenwand 3 weist im Bereich einer ovalen Öffnung 4 des Behälters 1 einen umlaufenden Rand 5 mit einem Eingriffsbereich 6 zum rastenden Zusammenwirken mit einem in 1a,b nicht dargestellten Deckel auf. An den umlaufenden Rand 5 schließt sich eine Schürze 7 zur Stabilisierung des umlaufenden Rands 5 an. Der Eingriffsbereich 6 kann beispielsweise ein Klemmprofil aufweisen, welches mit einem Klemmprofil des Deckels zusammenwirkt, um die Öffnung 4 des Behälters 1 dichtend zu verschließen. Der Behälter 1 kann eine nicht bildlich dargestellte Öffnungslasche aufweisen, um das Abnehmen des Deckels für einen Anwender zu vereinfachen.
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Bei dem in 1 gezeigten Behälter 1 ist an der Außenseite der umlaufenden Seitenwand 3 ein In-Mould-Label 8 angebracht. Die Anbringung des In-Mould-Labels 8 erfolgt bei der Herstellung des Behälters 1 in einem Spritzgussverfahren, indem das In-Mould-Label 8, bei dem es sich typischerweise um eine (vorab bedruckte) Folie handelt, in einen Form-Hohlraum eines Spritzgießwerkzeugs eingelegt und hinterspritzt wird, wie weiter unten näher beschrieben wird. Bei dem in 1a,b gezeigten Beispiel überdeckt das ringförmige In-Mould-Label 8 die umlaufende Seitenwand 3 in Umfangsrichtung nahezu vollständig. Das ringförmige In-Mould-Label 8 weist zwei sich in Richtung einer Behälterhochachse 10 erstreckende Kanten 9a, 9b auf, die sich in Umfangsrichtung gegenüber liegen und zwischen denen ein Zwischenraum 11 (IML-Zusammenlauf) gebildet ist, der sich ebenfalls im Wesentlichen in Richtung der Behälterhochachse 10 erstreckt. Die Breite des Zwischenraums 11 in Umfangsrichtung ist vergleichsweise klein und beträgt in der Regel weniger als ca. 1 cm. In Richtung der Behälterhochachse 10 erstreckt sich das In-Mould-Label 8 im Wesentlichen über die gesamte Höhe der umlaufenden Seitenwand 3.
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Wie in der Detaildarstellung von 1b zu erkennen ist, weist der Behälter 1, genauer gesagt der Boden 2 und die umlaufende Seitenwand 3, einen Kern 12 aus einem zweiten, in 1b schraffiert dargestellten Kunststoff-Material auf, der von einer Hülle 13 aus einem ersten, in 1b transparent dargestellten Kunststoff-Material umgeben ist. Bei dem Kunststoff-Material des Kerns 12 handelt es sich um einen (dunklen) Regenerat-Kunststoff, der von dem neuwertigen Kunststoff der Hülle 13 umgeben ist. Da das dunkle Kunststoff-Material des Kerns 12 durch das helle Kunststoff-Material der Hülle 13 hindurch sichtbar bleibt, wird der Kern 12 praktisch entlang der gesamten umlaufenden Seitenwand 3 von dem In-Mould-Label 8 überdeckt. Bei dem in 1a,b gezeigten Behälter 1 verläuft der Kern 12 in dem Boden 2 und in der umlaufenden Seitenwand 3 symmetrisch zu einer Mitten-Position 14 des Bodens 2, die einer Einspritz-Position der beiden Kunststoff-Materialien des Kerns 12 und der Hülle 13 entspricht.
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Bei dem Behälter 1 von 1a,b kommt es bei mechanischen Belastungen, denen der Behälter 1 z.B. beim Transport ausgesetzt ist, zu (reversiblen) Deformationen bzw. Ausbeulungen der umlaufenden Seitenwand 3, genauer gesagt der Oberfläche der umlaufenden Seitenwand 3. Je nach Form und Lage der bei der Deformation auftretenden Beulen kann es in einem mehr oder weniger großen Bereich zu einer Überlagerung der jeweiligen Biegeachse mit einer jeweiligen geradlinigen Kante 9a, 9b des In-Mould-Labels 8 kommen. Da das Material des Behälters 1 (sowohl des Kerns 12 als auch der Hülle 13), das beispielsweise Polyethylen, Polypropylen, Polyamide oder Polyolefine enthalten kann, sich typischerweise vom Material des In-Mould-Labels 8 unterscheidet, bei dem es sich in der Regel ebenfalls um einen Kunststoff handelt, kann es bei einer solchen Überlagerung zu einer Kerbwirkung entlang der jeweiligen geradlinigen Kante 9a,b kommen. Hierbei besteht die große Gefahr, dass die umlaufende Seitenwand 3 des Behälters 1 entlang eines Abschnitts einer jeweiligen Kante 9a,b versagt und ggf. durchbricht.
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Da die Biegeachse bei den weiter oben beschriebenen mechanischen Belastungen häufig im Wesentlichen in Richtung der Behälterhochachse 10 verläuft, besteht die Gefahr einer solchen Überlagerung der Biegeachse insbesondere bei den beiden geradlinigen Kanten 9a,b, die im Wesentlichen in Richtung der Behälterhochachse 10 verlaufen. Bei dem in 1a,b dargestellten Behälter 1 wirkt sich zusätzlich ungünstig aus, dass im Bereich des IML-Zusammenlaufs bzw. des Zwischenraums 11 zwei Kanten 9a,b dicht beieinander liegen. Der IML-Zusammenlauf 11 zwischen den beiden Kanten 9a,b stellt generell eine mechanische Schwachstelle des Behälters 1 dar und wird durch den Sandwich-Verbund aus Kern 12 und Hülle 13 negativ verstärkt. Für den Fall, dass der Kern 12 ein Regenerat-Material mit in der Regel ungünstigeren Festigkeits-Eigenschaften als das Kunststoff-Material der Hülle 13 aufweist, ist das Vorhandensein des Kerns 12 im Bereich des Zwischenraums 11 besonders ungünstig.
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Bei dem in 2a,b gezeigten Behälter 1 wird die zusätzliche Schwächung durch den Sandwich-Verbund aus Kern 12 und Hülle 13 dadurch vermieden, dass der Kern 12 an der umlaufenden Seitenwand 3 nicht vollständig umläuft. Der Kern 12 verläuft in der umlaufenden Seitenwand 3 sowie ggf. in dem Boden 2 in diesem Fall asymmetrisch zu der Mitten-Position 14 des Bodens 2. Auf diese Weise entsteht an der umlaufenden Seitenwand 3 ein in 2a transparent dargestellter Bereich 15 in Umfangsrichtung, der nur aus dem Kunststoff-Material der Hülle 13 gebildet ist. Der asymmetrische Bereich entlang der umlaufenden Seitenwand 3, bei dem der Kern 12 in der Hülle 13 vorhanden ist, ist in 2a schraffiert dargestellt. Zur Erzeugung des asymmetrischen Kerns 12 ist eine Einspritz-Position 16 des zweiten Kunststoff-Materials in Bezug auf die Mitten-Position 14 des Bodens 2 versetzt. Um zu vermeiden, dass der Kern 12 mit dem IML-Zusammenlauf 11 zwischen den beiden Kanten 9a,b des In-Mould-Labels 8 überlappt, ist die Einspritz-Position 16 des Kunststoff-Materials des Kerns 12 an einer in Bezug auf die Mitten-Position 14 des Bodens 2 abgewandten Seite des IML-Zusammenlaufs 11 angeordnet. Wie in 2a zu erkennen ist, kann auf diese Weise erreicht werden, dass der Zwischenraum 11 zwischen den beiden Kanten 9a,b des In-Mould-Labels 8 praktisch vollständig frei von dem Kunststoff-Material des Kerns 12 ist.
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Auch bei dem in 2a,b gezeigten Beispiel überdeckt das ringförmige In-Mould-Label 8 praktisch die gesamte umlaufende Seitenwand 3 und somit auch den asymmetrischen Kern 12. Grundsätzlich können an der umlaufenden Seitenwand 3 aber auch zwei oder mehr In-Mould-Label 8 angebracht werden. Auch in diesem Fall ist es günstig, wenn der asymmetrische Kern 12 so ausgebildet wird, dass dieser zumindest nicht mit den sich im Wesentlichen entlang der Behälterhochachse 10 erstreckenden Kanten 9a,b der jeweiligen In-Mould-Label 8 überlappt.
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Alternativ zu dem in
2a,b gezeigten Beispiel, bei dem die Kanten
9a,b des In-Mould-Labels
8 geradlinig verlaufen, können die Kanten
9a,b des In-Mould-Labels
8 auch Vorsprünge aufweisen, die sich mit Rücksprüngen abwechseln, beispielsweise wie dies in der
DE 10 2017 107 675 A1 beschrieben ist.
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Das weiter oben beschriebene Problem der Kerbwirkung tritt nicht nur bei einem Behälter 1 auf, der wie in 1a,b und 2a,b dargestellt eine ovale Geometrie aufweist, sondern kann auch bei Behältern auftreten, die eine kreisförmige oder ggf. eine rechteckige oder quadratische Geometrie aufweisen, d.h. bei denen der Boden 2 kreisförmig, rechteckig oder quadratisch ausgebildet ist. Der Boden 2 eines solchen Behälters 1 kann ebenfalls zwei voneinander beabstandete Einspritz-Punkte 14, 16 aufweisen, um einen bezüglich einer Mitten-Position 14 des jeweiligen Bodens 2 asymmetrischen Kern 12 zu erzeugen.
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Zur Herstellung des in 2a,b gezeigten Behälters 1 kann ein Verfahren durchgeführt werden, wie es nachfolgend in Zusammenhang mit 3a,b beschrieben wird. Bei dem Verfahren wird in einem ersten Schritt das In-Mould-Label 8 in einen Form-Hohlraum 17 eines Spritzguss-Werkzeugs eingelegt. Das In-Mould-Label 8 wird hierbei derart orientiert, dass der IML-Zusammenlauf sich in 3a,b auf der linken Seite des Form-Hohlraums 17 befindet. In einem darauffolgenden Schritt wird das zweite Kunststoff-Material, welches die Hülle 13 des Behälters 1 bildet, in den Form-Hohlraum 17 eingespritzt, und zwar an einer Einspritz-Position 14, welche der Mitten-Position des Bodens 2 des Behälters 1 entspricht. Während oder nach dem Einspritzen des Kunststoff-Materials der Hülle 13 wird an einer weiteren, seitlich versetzten Einspritz-Position 16 das Kunststoff-Material des Kerns 12 eingespritzt. Das Einspritzen des Kunststoff-Materials des Kerns 12 wird hierbei so lange verzögert, bis das Kunststoff-Material der Hülle 13 in dem Form-Hohlraum 17 so weit geflossen ist, dass das Kunststoff-Material des Kerns 12 beim Einspritzen in den Form-Hohlraum 17 vom Kunststoff-Material der Hülle 13 umgeben wird (vgl. 3b).
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Durch die asymmetrische Anordnung der Einspritz-Positionen 14, 16 der Kunststoff-Materialien von Kern 12 und Hülle 13 können die Kunststoff-Materialströme gezielt gesteuert werden. Hierbei wird das „Verdrängungsprinzip“ des Co-Injektionsverfahren genutzt, d.h. das Kunststoff-Material des Kerns 12 verdrängt in dem Form-Hohlraum 17 die Kunststoff-Komponente der Hülle 13, bis eine 100%-ige Füllung des Form-Hohlraums 17 erfolgt ist. Durch den geometrischen Abstand der beiden Einspritz-Positionen 14, 16 an dem Form-Hohlraum 17 ergeben sich unterschiedlich lange Fließwege und Druckunterschiede, welche die Schmelze-Ströme der Kunststoff-Komponenten auf geeignete Weise beeinflussen und steuern.
