DE102022106083A1

DE102022106083A1 - Flasche mit Flaschenkorpus aus Kunststoff und Verfahren zum Ausdosieren aus dem Flaschenkorpus

Info

Publication number: DE102022106083A1
Application number: DE102022106083.7A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Orlich; Dannielle Paola Borger; Salvatore Fileccia
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 2022-03-16
Filing date: 2022-03-16
Publication date: 2023-09-21
Also published as: EP4245681A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flasche (1) für ein flüssiges Produkt, wobei ein Flaschenkorpus (10) der Flasche (1) aus Kunststoff einen Aufnahmeraum (40) mit einem Volumen (V) festlegt Bei einem Zusammendrücken des Flaschenkorpus (10) durch eine mittig auf eine Frontwand (18) des Flaschenkorpus (10) wirkende Kraft (F) und durch eine mittig auf eine Rückwand (19) wirkende, der Kraft (F) entgegengesetzte Gegenkraft (G) wird der Flaschenkorpus (10) elastisch verformt, sodass das Volumen (V) des Aufnahmeraums (40) um eine Volumenänderung (ΔV) verkleinert wird. Einem ersten Abschnitt einer elastischen Verformung bis zu einer Widerstandsschwelle (W) kann ein erstes Verhältnis (R1) von anfänglicher erster Krafterhöhung (ΔF1) zu einer ersten relativen Volumenveränderung (ΔV1/V) zugeordnet werden, wobei einem zweiten Abschnitt der elastischen Verformung, der mit der Widerstandsschwelle (W) beginnt und eine Länge (L) aufweist, ein zweites Verhältnis (R2) von einer zweiter Krafterhöhung (ΔF2) zu einer zweiten relativen Volumenänderung (ΔV2/V) zugeordnet werden kann, wobei die Widerstandsschwelle (W) in einem Bereich der relativen Volumenänderung (ΔV/V) von 2 bis 7 % liegt, und wobei das zweite Verhältnis (R2) um mindestens den Faktor 2 größer ist als das erste Verhältnis (R1). Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Ausdosieren einer Teilmenge aus der Flasche (1) unter Ausnutzung der Widerstandsschwelle (W)

Description

Die Erfindung betrifft eine Flasche mit einem Flaschenkorpus aus Kunststoff, wobei der Flaschenkorpus einen Aufnahmeraum mit einem Volumen V festlegt. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ausdosieren einer Teilmenge des flüssigen Produkts aus dem Aufnahmeraum.
Eine derartige Flasche wird als Behälter für Getränke, Waschmittel und andere flüssige Konsumgüter massenhaft in vielfältiger Weise weltweit eingesetzt. Beispielsweise ist aus der EP 1 176 100 A1 eine Flasche für flüssiges Waschmittel bekannt, deren Flaschenkorpus eine Schulter, einen an der Schulter angeformten Hals mit einer Abgabeöffnung, die sich mit einem Verschluss verschließen lässt, einen Boden sowie einen Mantelbereich aufweist, der sich zwischen Schulter und Boden in einer Vertikalrichtung des Flaschenkorpus erstreckt.
Aus der US 2014/0374298 A1 ist eine Flasche mit Flaschenkorpus und Verschluss bekannt, wobei der Mantelbereich einen in etwa quadratischen Querschnitt aufweist. Eine derartige Flasche benötigt im Verbund mit anderen baugleichen Flaschen wenig Lagerraum, da das Totraumvolumen zwischen benachbarten Flaschen minimiert werden kann. Der quadratische Querschnitt liegt dabei in einer Ebene senkrecht zur Vertikalrichtung. Diese Ebene wird im Folgenden als Horizontalebene bezeichnet. Der Mantelbereich weist entsprechend eine Frontwand, eine der Frontwand gegenüberliegende parallele Rückwand und zwei zwischen Frontwand und Rückwand verlaufende, zueinander parallele Seitenwände auf, die senkrecht zu Frontwand und Rückwand stehen. Im oberen Abschnitt des Mantelbereichs ist eine Einschnürung vorgesehen, wodurch sich die Flasche leichter mit einer Hand greifen lässt. In einem unteren Abschnitt weist der Mantelbereich Rillen bzw. Rippen auf, die Einfluss auf die vertikale Druckfestigkeit (Stauchfestigkeit) der Flasche haben dürften. Die Einschnürung und die Rippen haben zudem Einfluss auf den elastischen Widerstand der Flasche, wenn diese beispielsweise per Hand durch eine auf die Frontwand wirkende Kraft und durch eine auf die Rückseite wirkende Gegenkraft zusammengedrückt wird, um eine Teilmenge aus der Flasche auszudosieren.
Ein solches Ausdosieren ist beispielsweise bei einer Ketchup-Flasche bekannt. Dazu wird die Ketchup-Flasche vom Benutzer durch dessen Hand gegriffen, wobei der Daumen an der Frontwand und die anderen Finger der Hand der an der Rückwand anliegen. Die Flasche muss dann gegebenenfalls gedreht werden, sodass der Hals der Flasche sich mit dem viskosen Ketchup füllen kann. Durch Zusammendrücken von Frontwand und Rückwand, also durch Erhöhung von Kraft und Gegenkraft, wird ein Volumen V des Aufnahmeraums des Flaschenkorpus um eine Volumenänderung ΔV verkleinert. Dadurch erhöht sich der Innendruck im Aufnahmeraum. Die Abgabeöffnung bzw. der Hals der Ketchup-Flasche in Zusammenspiel mit dem viskosen Ketchup ermöglicht eine Abgabe erst bei Überschreiten eines bestimmten Innendrucks. Der Benutzer entscheidet dabei individuell, wieviel an Ketchup ausdosiert wird, indem der den Flaschenkorpus mehr oder weniger stark zusammendrückt.
Es sind Anwendungen denkbar, bei denen beim Ausdosieren des flüssigen Produkts aus der Flasche eine Unter- oder Überdosierung möglichst vermieden werden sollte, beispielsweise bei flüssigem Waschmittel. Wird zu wenig Waschmittel ausdosiert, wird die Wäsche in der Waschmaschine möglicherweise nicht richtig sauber. Bei einer Überdosierung wird unnötig Waschmittel verbraucht und die Umwelt belastet. Zwar könnte der Benutzer die ausdosierte Teilmenge dadurch kontrollieren, dass er das Waschmittel zunächst in einen Dosier- oder Messbecher füllt und dann erst der Wäsche zuführt. Dieses Ausdosieren benötigt aber ein zusätzliches Teil und ist aufwändig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Flasche mit einem Kunststoff-Flaschenkorpus bereitzustellen, sodass ein Ausdosieren einer Teilmenge eines flüssigen Produkts aus dem Flaschenkorpus in einfacher Weise durchgeführt werden kann.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird mit der Merkmalskombination gemäß Anspruch 1 gelöst. Ausführungsbeispiele der Erfindung können den Unteransprüchen zu Anspruch 1 entnommen werden.
Der Flaschenkorpus der erfindungsgemäßen Flasche lässt sich durch eine mittig auf die Frontwand wirkende Kraft F und eine mittig auf die Rückwand wirkende Gegenkraft G elastisch verformen, um das Volumen V um eine Volumenänderung ΔV zu verkleinern. Dadurch lässt sich eine Teilmenge des in dem Aufnahmeraum befindlichen flüssigen Produkts aus dem Flaschenkörper ausdosieren. Einem ersten Abschnitt der elastischen Verformung bis zu einer Widerstandsschwelle W kann ein erstes Verhältnis m₁ von anfänglicher erster Krafterhöhung ΔF₁ zu einem ersten Verformungsweg Δs₁ zugeordnet werden. Dem ersten Abschnitt der elastischen Verformung folgt ein zweiter Abschnitt, der mit der Widerstandsschwelle W beginnt und eine festgelegte Länge L von mindestens 2 aufweist bzw. 2 mm beträgt. Diesem zweiten Abschnitt der elastischen Verformung kann ein zweites Verhältnis m₂ von einer zweiter Krafterhöhung ΔF₂ zu einem zweiten relativen VerfomungswegΔs₂ zugeordnet werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Widerstandsschwelle W einem Bereich der relativen Volumenänderung ΔV/V von 2 bis 7 % zugeordnet ist, wobei das zweite Verhältnis m₂ um mindestens den Faktor 2 größer ist als das erste Verhältnis m₁. In einem Ausführungsbeispiel liegt die Widerstandsschwelle W in einem Bereich von AV/V = 3 bis 6 %.
Die Widerstandsschwelle W, bei der der Widerstand des Flaschenkorpus gegen eine weitere Verformung deutlich größer wird, ist durch einen Benutzer spürbar, der zwecks Ausdosierung per Hand die Flasche zusammendrückt. Damit erhält der Benutzer ein haptisches Signal, das mit einer bestimmten Volumenänderung ΔV verbunden ist. Drückt der Benutzer zum Ausdosieren die Flasche immer nur bis zu dieser spürbaren Widerstandsschwelle W zusammen, lässt sich das Ausdosieren per Hand vergleichmäßigen. Die Folge ist, dass bei mehrmaligen Ausdosieren eine in etwa immer gleiche Teilmenge ausdosiert werden kann. Anspruch 13, der dieses Zusammendrücken bis zu der Widerstandsschwelle W beschreibt, löst somit eine weitere der Erfindung zu Grund liegende Aufgabe, nämlich die Bereitstellung eines Verfahrens zum genauen Ausdosieren einer Teilmenge aus einem Kunststoff-Flaschenkorpus.
Für einen Flaschenkorpus lässt sich besagte Widerstandsschwelle W wie folgt ermitteln. Die auf die Frontwand wirkende Kraft F wird in etwa punktförmig und mittig (mittig sowohl in Vertikalrichtung als auch mittig quer zur Vertikalrichtung) aufgebracht. Dies gilt ebenso für die entgegengesetzte Gegenkraft G, die mittig und senkrecht auf die Rückwand wirkt. Die Kraft F und die Gegenkraft G werden sukzessive, beispielsweise mit einer Prüfgeschwindigkeit von 10 mm/min erhöht, wobei der Verformungsweg s gemessen wird. Es lässt sich somit ein Graph ermitteln, der die eingesetzte Kraft F in Abhängigkeit des Verformungswegs s wiedergibt. Für jeden Verformungsweg s lässt sich das besagte erste Verhältnis m₁ (entspricht der Steigung des Graphs) und das besagte zweite Verhältnis m₂ berechnen (unter Zugrundelegung einer festen Länge des zweiten Abschnitts von wenigstens 2 mm, vorzugsweise 2 mm). Die Stelle im Graph, an der das zweite Verhältnis m₂ zum ersten Mal mindestens um den geforderten Faktor größer ist das erste Verhältnis m₁, entspricht der Widerstandsschwelle W. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dann verwirklicht, wenn die Widerstandsschwelle bei einem Verformungsweg auftritt, der zu einer relativen Volumenänderung ΔV/V von 2 bis 7 % führt. Die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels ist gegeben, wenn die Widerstandsschwelle in einem Bereich von ΔV/V = 3 bis 6 % oder bevorzugt von 3,5 bis 4,5 % oder von 4,5 bis 5,5 % liegt.
Der Flaschenkorpus kann so ausgebildet sein, dass das zweite Verhältnis m₂ mindestens um den Faktor 3 größer ist das erste Verhältnis m₁. Dadurch ist die Widerstandsschwelle W deutlicher durch den Benutzer spürbar und führt deswegen grundsätzlich zu einem genaueren Ausdosieren, wenn der Benutzer zum Ausdosieren den Flaschenkorpus mit einer Hand umgreift und zusammendrückt. Zwar entspricht das Zusammendrücken per Hand nicht exakt dem Zusammendrücken durch die punktförmigen und mittig ansetzenden Kräften F und G, aber die dabei subjektiv spürbare Widerstandsschwelle entspricht in guter Näherung der (ermittelten) Widerstandsschwelle W.
Bei der Ermittlung der Widerstandsschwelle kann vorgesehen sein, dass sich die Rückwand an einer feststehenden Anlage abstützt und sich beim Zusammendrücken der Flasche nur ein Stempel der eingesetzten Prüfmaschine bewegt, mit dem die auf die Frontwand wirkende Kraft F aufgetragen wird. Der Verformungsweg s des Stempels bewirkt dabei bei Rückwand und Frontwand jeweils eine auf die jeweilige Wand bezogene Verformung von s/2.
Beträgt beispielsweise das Volumen V des Flaschenkörpers 450 ml und die Widerstandsschwelle W liegt bei einer relativen Volumenänderung ΔV/V von 4 %, so spürt Benutzer beim jeweiligen Zusammendrücken der Flasche immer bei Erreichen der relativen Volumenänderung AV/V von 4 % besagte Widerstandsschwelle. Durch diese spürbare Widerstandsschwelle lässt sich das Ausdosieren per Hand vergleichmäßigen. So lassen sich in guter Näherung jeweils 18 ml (4 % von 450 ml) ausdosieren, wenn der Benutzer bei Erreichen der Widerstandsschwelle oder kurz danach das Zusammendrücken der Flasche, also den Vorgang des Ausdosierens, beendet. Dies geschieht entweder bewusst, weil der Benutzer diese Widerstandsschwelle spürt, oder unbewusst, da er nach Überschreiten der Widerstandsschwelle ungleich schwerer ist, die Flasche über die Widerstandsschwelle hinaus signifikant weiter zusammenzudrücken. Entsprechend lassen sich 25 gleichgroße Teilmengen aus der Flasche ausdosieren. Sollen kleinere und mehr Teilmengen ausdosiert werden, muss die Widerstandsschwelle durch Modifikation des Flaschenkorpus zu einer kleineren relativen Volumenänderung verschoben werden (bei beispielsweise 33 Teilmengen auf ΔV/V von 3 %).
Ein Beispiel soll das erfindungsgemäße Verfahren verdeutlichen: Eine Flasche mit einem Volumen von 450 ml wird zusammengedrückt, wobei die Kraft F bzw. erste anfängliche Krafterhöhung ΔF₁ (und aufgrund actio-reactio ebenfalls die entgegengesetzte Gegenkraft) 10 N betragen soll. Die Kraft F wird über einen beweglichen Stempel auf die Frontwand aufgebracht, wobei die Rückwand sich an einer feststehenden Anlage abstützt. Mit diesen 10 N sollen sich Frontwand und Rückwand soweit zusammendrücken lassen, dass der Stempel dabei einen ersten Verformungsweg von 12 mm zurücklegt. Das erste Verhältnis R₁ beträgt somit 0,830 N/mm (anfängliche Krafterhöhung ΔF₁ = 10 N dividiert durch den anfänglichen ersten Verformungsweg s₁ von 12 mm. Für das weitere Zusammendrücken über den ersten Verformungsweg s₁ hinaus, und zwar um weitere 2 mm, ist die zweite Krafterhöhung ΔF₂ notwendig, die hier im Beispiel 5 N betragen soll. Darauf lässt sich das zweite Verhältnis m₂ berechnen, welches in diesem Fall 2,5 N/mm (5N/2mm) ist. Daraus leitet sich ein Faktor 3 ab, um den das Verhältnis m₂ (2,5) größer ist als das Verhältnis R₁ (0,83). Die Widerstandsschwelle liegt bei 12 mm, weil sich in diesem Punkt erstmalig ein Faktor R₂/R₁ einstellt, der größer gleich den in diesem Ausführungsbeispiel geforderten Wert = 3 ist. Bei einem anderen geforderten (Mindest-)Faktor (beispielsweise 2,5) kann sich bei gleichem Flaschenkorpus an einer anderen Stelle des Verformungsweges die Widerstandsschwelle einstellen. Die Widerstandsschwelle (im diesem Beispiel der Verformungsweg von 12 mm) ist mit einer bestimmtem Volumenänderung ΔV verbunden. Wenn diese 18 ml beträgt, folgt daraus eine relative Volumenänderung von ΔV/V von 4 % (18ml/450ml). Somit wäre in diesem Beispiel die Widerstandsschwelle eine relativen Volumenänderung von 4 % zugeordnet.
In einem Ausführungsbeispiel sind Abgabemittel vorgesehen, durch die ein Ausdosieren des flüssigen Produkts nur bei Überschreiten eines bestimmten Innendrucks in dem Aufnahmeraum möglich sind. Die Abgabemittel sollten so beschaffen sein, dass beim Ausdosieren der Innendruck in dem Aufnahmeraum im Vergleich nicht zu groß wird, so dass sich gegenüber dem Umgebungsdruck nur ein geringer Überdruck aufbaut (beispielsweise 0,2 bis 0,4 bar). Dies hat den Vorteil, dass aufgrund der Kompressibilität der Luft, die sich bei teilweise entleerter Flasche im Aufnahmeraum befindet, der Fehler bei der ausdosierten Teilmenge des flüssigen Produkts nicht zu groß wird.
Die Abgabemittel können eine flexible Membran umfassen, die in der Abgabeöffnung angeordnet sein kann und wenigstens einen Schlitz aufweist. Steigt der Innendruck im Aufnahmeraum, verformt sich die Membran, sodass durch den Schlitz das flüssige Produkt durch die Abgabeöffnung gelangen kann. Bei nicht gegebenen Überdruck im Aufnahmeraum (Innendruck entspricht Umgebungsdruck) soll die Membran praktisch dicht sein und ein Austreten des flüssigen Produkts verhindern, selbst wenn die Abgabeöffnung mit der Membran nach unten zeigt.
Alternativ oder zusätzlich können die Abgabemittel eine Vordosierkammer umfassen, die sich durch den erhöhten Innendruck füllen lässt und dann in einem weiteren Schritt des Ausdosiervorgangs entleeren lässt.
Über seine Form und Größe lässt sich das elastische Verhalten des Flaschenkorpus und somit auch die Lage der Widerstandsschwelle W einstellen. Auch die Wandstärke und das Material für den Flaschenkorpus sowie eine etwaige Banderole der Flasche haben Einfluss auf die Lage der Widerstandsschwelle. Der Querschnitt des Flaschenkorpus, der in der senkrecht zur Vertikalrichtung erstreckenden Horizontalebene liegt, ist erfindungsgemäß über die gesamte Höhe des Mantelbereichs in Form und Größe konstant. Entsprechend weist er in Vertikalrichtung keine Einschnürungen oder horizontal verlaufende Rillen oder Rippen auf, die eine Versteifung von Frontwand und Rückwand bedeuten.
Der Boden des Flaschenkorpus kann eine in den Aufnahmeraum des Flaschenkorpus ragende Stapelvertiefung aufweist, die zur vollständigen Aufnahme des Verschlusses und des Halses einer baugleichen Flasche (1a) geeignet ist, sodass bei einer Stapelung von einer oberen Flasche auf einer unteren Flasche das Gewicht der oberen Flasche vollständig auf der Schulter der unteren Flasche ruht. Somit lässt sich die Flasche platzsparend im Stapel lagern. Durch die Stapelvertiefung wird der Boden versteift, so dass dieser beim Zusammendrücken von Frontwand und Rückwand beim Ausdosieren kaum verformt wird. Diese erhöhte Bodensteifigkeit hat Einfluss auf die Lage der Widerstandsschwelle.
An einer Außenseite des Mantelbereichs kann eine Banderole anliegen, die als Stretch Sleeve ausgebildet ist. Die Banderole (Stretch Sleeve) kann aus einem elastischen Kunststoffmaterial sein, welches vorzugsweise Polyethylen (PE) ist. Die Banderole lässt sich in einem gespannten Zustand über den Mantelbereich ziehen und wird dann durch die elastischen Rückstellkräfte gegen die Außenseite des Mantelbereichs gedrückt. Die Banderole wirkt dabei auf den Mantelbereich wie eine verstärkende umlaufende Ummantelung, die den Mantelbereich mit einer gewissen Kraft nach innen drückt bzw. in Position hält. So wirkt die Banderole einer Ausbeulung des Mantelbereichs entgegen, die stattfinden kann, wenn die Flasche in Vertikalrichtung mit einer Druckkraft beaufschlagt, also gestaucht wird. Die als Stretch-Sleeve ausgebildete Banderole sorgt somit für eine größere Stauchfestigkeit der Flasche. Dies begünstigt die Stapelbarkeit der Flasche, da mehrere Flaschen einschließlich Inhalt sicher übereinander gestapelt werden können, ohne dass dabei eine Flasche beschädigt wird oder so sehr verformt wird, dass der Stapel instabil wird.
Umgekehrt lässt sich durch die Banderole als Stretch Sleeve bei einem vorgegebenen Mindestwert für die Stauchfestigkeit der Flasche der Materialeinsatz für den Flaschenkorpus reduzieren. Dies führt zu einer Flasche, deren Herstellung vergleichsweise wenig Material erfordert. Aufgrund der geringen Wandstärke lässt sich der Flaschenkorpus vergleichsweise einfach zusammendrücken. Ein bevorzugtes Material für den Flaschenkorpus stellt Polyethylenterephthalat (PET) dar. PET weist auch in Form von recyceltem PET eine hohe Transparenz auf, sodass das in dem Aufnahmeraum des Flaschenkorpus befindliche flüssige Produkt gut von außen sichtbar ist.
Versuche haben gezeigt, dass sich die Stauchfestigkeit der Flasche in einer konkreten Ausführungsform bei einem vorgegebenen Stauchweg von beispielsweise 3 mm in Vertikalrichtung durch den Stretch Sleeve gegenüber einer Flasche ohne jegliche Banderole um ca. 20 % steigern lässt. Auch gegenüber einer Flasche, deren Banderole durch eine wärmegeschrumpfte Folie (Shrink Sleeve) gebildet wird, lässt sich durch den Stretch Sleeve die Stauchfestigkeit in einer gleichen Größenordnung von etwa 20 % erhöhen.
In einem Ausführungsbeispiel verlaufen in der Horizontalebene im Querschnitt die Seitenwände des Mantelbereichs geradlinig. Die Seitenwände sind somit eben und sind weder in Vertikalrichtung noch quer dazu gewölbt oder gekrümmt.
Vorzugsweise weist die Frontwand eine nach außen gerichtete Wölbung auf, die sich über eine gesamte Breite der Frontwand erstreckt. Die Frontwand ist somit durchgängig konvex ausgebildet und weist keine Bereiche auf, die nach innen gewölbt sind bzw. konkav sind. In der Horizontalebene kann die Wölbung der Frontwand über die gesamte Breite der Frontwand einem Kreisbogen eines Kreises mit einem Radius Rw (Wölbungsradius Rw) entsprechen. Ein Winkelbereich dieses Kreisbogens beträgt vorzugsweise 20 bis 70°, wobei ein kleinerer Winkelbereich bei gegebener Breite der Frontwand einen größeren Wölbungsradius Rw und damit eine weniger ausgeprägte Krümmung der Frontwand bedeutet. Der Mittelpunkt des Kreises liegt vorzugsweise außerhalb des Aufnahmeraums des Flaschenkorpus. Alternativ kann die Frontwand im Querschnitt auch geradlinig, also ohne Krümmung oder Wölbung nach innen oder außen, ausgeführt sein. In einem Ausführungsbeispiel stellt der Querschnitt des Mantelbereichs ein Rechteck mit geraden Kanten dar.
Die Frontwand und die Rückwand können spiegelsymmetrisch ausgebildet sein, so dass bei der Ausführung der Frontwand mit der nach außen gerichteten Wölbung die Rückwand die gleiche nach außen gerichtete Wölbung aufweist.
Der Mantelbereich kann in Vertikalrichtung verlaufende Kanten aufweisen, die abgerundet sind und zwischen der Frontwand und den angrenzenden Seitenwänden bzw. zwischen der Rückwand und den angrenzenden Seitenwänden angeordnet sind. Eine abgerundete Kante kann im Querschnitt gesehen einen konstanten Rundungsradius R_R1 aufweisen. Der Rundungsradius R_R1 beträgt vorzugsweise weniger als 20% oder 15 % des Wölbungsradius Rw. Der Rundungsradius R_R1 kann beispielsweise 8 bis 12 mm betragen.
Der Boden kann eine Bodenabrundung und einen Bodengrund aufweisen, wobei die Bodenabrundung an einem unteren Rand des Mantelbereichs ansetzt und in den Bodengrund übergeht. Die Bodenabrundung kann einen konstanten Rundungsradius R_R2 aufweisen, der in einem Ausführungsbeispiel in etwa (hier: +/- 10%) dem Rundungsradius R_R1 der in Vertikalrichtung verlaufenden Kanten entspricht.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Schulter des Flaschenkorpus einen stufenförmigen Absatz mit einer im Wesentlichen in der Horizontalebene liegenden Auflagefläche und mit einem Absatzrand, der ein im Wesentlichen in Vertikalrichtung verlaufende Verriegelungsfläche ausbildet. Der Boden kann eine Verriegelungsvertiefung zur Aufnahme des stufenförmigen Absatzes aufweisen, wobei die Verriegelungsvertiefung mit einer Abstützfläche und einem Vertiefungsrand ausgestattet ist, der eine im Wesentlichen in Vertikalrichtung verlaufende Gegenfläche ausbildet. Bei der Stapelung von der oberen Flasche auf der unteren Flasche liegt Abstützfläche der oberen Flasche auf der Auflagefläche der unteren Flasche vorzugsweise flächig auf. Die Verriegelungsfläche der unteren Flasche und die Gegenfläche der oberen Flasche liegen dabei aneinander an. Durch diese Anlage von Verriegelungsfläche und Gegenfläche wird zwischen oberer Flasche und unterer Flasche einen Formschluss in der Horizontalebene erzeugt. Dieser Formschluss bewirkt, dass die obere Flasche gegenüber der unteren Flasche im Stapel ausgerichtet nicht verrutschen kann, wodurch der Stapel stabiler wird. Zu Präsentationszwecken im Regal lassen sich somit mehrere Flaschen in einfacher Weise übereinander stapeln, wodurch die Ausrichtung der gestapelten Flaschen durch den Formschluss zwischen Verrieglungsfläche und Gegenfläche geschieht. Durch den stufenförmigen Absatz wird die Steifigkeit der Schulter erhöht, so dass diese beim Zusammendrücken bis zur Widerstandsschwelle nicht oder nur sehr wenig verformt wird. Durch einen steifen Boden und eine steife Schulter bei konvex gewölbter Front- und Rückwand lässt sich eine deutlich spürbare Widerstandsschwelle einstellen.
Zwischen Gegenfläche und Verriegelungsfläche kann ein Spiel vorgesehen sein, wodurch beim Stapeln der Flaschen sich die Verriegelungsvertiefung leichter auf den stufenförmigen Absatz setzen lässt. Alternativ kann es sich auch um eine spiellose Passung zwischen Gegenfläche und Verriegelungsfläche handeln, sodass die Ausrichtung und die Positionierung der oberen Flasche im Bezug zur unteren Flasche sehr exakt erfolgt. Zudem ist es denkbar, dass Gegenfläche und Verriegelungsfläche eine Presspassung ausbilden, sodass die Gegenfläche in der Horizontalebene gesehen mit einer gewissen Horizontalkraft gegen die Verriegelungsfläche gedrückt wird. In einem Ausführungsbeispiel bilden Gegenfläche und Verriegelungsfläche in Vertikalrichtung gesehen einen Hinterschnitt aus, sodass beim vertikalen Aufsetzen der oberen Flasche auf die untere Flasche eine gewisse Gegenkraft überwunden werden muss und Gegenfläche und Verriegelungsfläche einen Schnappverschluss bilden. Bei geschlossenem Schnappverschluss, also bei in Vertikalrichtung gesehen verriegelter Position von Gegenfläche und Verriegelungsfläche, können sich beide Flächen mit und ohne Spiel gegenüberstehen.
Die Auflagefläche des stufenförmigen Absatzes muss nicht exakt in der Horizontalebene liegen, sondern kann dazu einen kleinen Neigungswinkel aufweisen bzw. kann gegenüber der Horizontalebene leicht gewölbt sein. Der Neigungswinkel kann für unterschiedliche Richtungen in der Horizontalebene unterschiedlich sein und ist vorzugsweise für alle Richtungen kleiner als 5°. Die Abstützfläche der Verriegelungsvertiefung des Bodens kann korrespondierende Neigungswinkel aufweisen, sodass die Abstützfläche vollflächig auf der Auflagefläche zur Anlage kommen kann.
In einem Ausführungsbeispiel ist der Absatzrand geschlossen bzw. bildet einen umlaufenden Rand. Der Absatzrand ist vorzugsweise unrund, sodass das Zusammenwirken von Verriegelungsfläche und Gegenfläche sowohl zu einer Zentrierung als auch zu einer Ausrichtung der oberen Flasche in Bezug auf die untere Flasche führt. Der Absatzrand und der korrespondierende Verriegelungsrand können so ausgebildet sein, dass sich die obere Flasche nur genau in einer Position und Ausrichtung auf die untere Flasche setzen lässt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass im Stapel die obere Flasche genau zwei Positionen in Bezug zu unteren Flasche einnehmen kann: Entweder mit einer Ausrichtung von 0° (Frontfläche der oberen Flasche und Frontfläche der unteren Flasche stehen genau übereinander) oder von 180° (Frontfläche der oberen Flasche und Rückwand der unteren Flasche stehen übereinander).
Der Absatzrand kann im Wesentlichen rechteckig sein und zwei längere Randabschnitte und zwei kürzere Randabschnitten aufweisen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind der Querschnitt des Mantelbereichs und der Absatzrand des stufenförmigen Absatzes (entspricht dem Querschnitt des stufenförmigen Absatzes) im Wesentlichen ähnlich zueinander. Ähnlichkeit bedeutet hier, dass die Form (aber nicht zwangsläufig die Abmessungen/Größe) des Rands des stufenförmigen Absatzes grundsätzlich dem Querschnitt des Mantelbereichs entspricht.
Die Banderole kann eine Bedruckung aufweisen, die auf einer Innenseite der Banderole aufgetragen ist. Die Bedruckung kann dabei den Reibwert zwischen der Banderole und dem Flaschenkorpus günstig beeinflussen. Ist der Reibwert klein, so lässt sich die Banderole leichter in Vertikalrichtung auf den Flaschenkorpus ziehen. Auf der anderen Seite sollte der Reibwert auch nicht zu klein sein, da ansonsten die aufgezogene Banderole, die aufgrund ihrer Elastizität mit einer gewissen Kraft senkrecht zur Vertikalrichtung gegen die Außenseite des Mantelbereichs bedrückt wird, sich möglicherweise zu leicht in Vertikalrichtung entlang der glatten, ohne Einschnürungen oder Vertiefungen/Erhöhungen versehene Außenseite des Mantelbereichs verschieben lässt. Eine günstige Materialpaarung stellt PET für den Flaschenkorpus und PE für die Banderole dar. Zudem sorgt PE für eine gute Griffigkeit, wenn der Benutzer die Flasche mit einer Hand greifen und bei geöffneter Ausgabeöffnung einen Teil des Inhalts der Flasche ausdosieren möchte
In einem Ausführungsbeispiel sind mindestens 90 % der Außenseite des Mantelbereichs mit der Banderole bedeckt. Somit lässt sich die Außenseite des Mantelbereichs (nahezu) vollständig als Werbefläche oder Informationsfläche nutzen, wenn die Banderole bedruckt ist und entsprechend Werbung/Information enthält. Die Banderole kann auch über den unteren Rand des Mantelbereichs hinausgehen und somit einen Teil des Bodens abdecken, beispielsweise zumindest teilweise die Bodenabrundung.
Eine Foliendicke der Banderole kann 20 bis 80 µm oder 20 bis 70 µm betragen. In einem Ausführungsbeispiel beträgt die Foliendicke zwischen 30 und 60 µm. Das Streckverhältnis des Materials für die Banderole kann 10 bis 35 % betragen. Bei der hülsenförmigen Banderole bedeutet dies, dass sich die ihr Umfang ausgehend von einem unbelasteten Zustand um bis zu 10 bis 35 % verlängern oder ausweiten lässt, ohne dass bei der Verformung der elastische Bereich verlassen wird.
Der Aufnahmeraum des Flaschenkorpus kann ein Volumen von 200 bis 2000 ml aufweisen. In einem Ausführungsbeispiel beträgt das Volumen 400 bis 500 ml.
Ein Verhältnis einer Breite des Flaschenkorpus zu einer Tiefe des Flaschenkorpus kann zwischen 1,0 und 2,0 betragen. Der Flaschenkorpus ist vorzugsweise so geformt, dass dessen (maximale) Breite und dessen (maximale) Tiefe durch den Mantelbereich bestimmt werden. Die Breite des Mantelbereichs setzt sich zusammen aus der Breite der Front- oder Rückwand und aus der Breite etwaiger in Vertikalrichtung verlaufender Kanten zwischen Frontwand und den Seitenwänden bzw. zwischen Rückwand und den Seitenwänden. Die Tiefe des Flaschenkorpus setzt sich zusammen aus der Breite der Seitenwände und der Ausdehnung etwaiger in Vertikalrichtung verlaufender Kanten in bei entsprechender Seitenansicht,. Bei ein Verhältnis von 1,0 entspricht die Breite des Flaschenkorpus der Tiefe des Flaschenkorpus. Dies führt zu einem in etwa quadratischen Querschnitt des Flaschenkorpus, wodurch sich ein kleines Oberflächen-Volumenverhältnis des Flaschenkorpus erreichen lässt. Ein kleines Oberflächen-Volumenverhältnis führt bei konstanter Wanddicke zu einem geringen Materialeinsatz bezogen auf das eingeschlossene Volumen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt das Verhältnis Breite des Flaschenkorpus zu Tiefe des Flaschenkorpus 1,2 bis 1,6. Zwar führte ein solches Verhältnis von 1,2 bis 1,6 nicht zu optimalen Oberflächen-Volumenverhältnissen, doch lassen sich damit andere Anforderungen an die Flasche (Handhabbarkeit, Stapelbarkeit) besser erfüllen.
Ein Verhältnis einer Breite des Flaschenkorpus zu einer Höhe des Flaschenkorpus (einschließlich Hals) beträgt 0,5 und 1 beträgt. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Höhe des Flaschenkorpus zwischen der einfachen Breite des Flaschenkorpus und der zweifachen Breite des Flaschenkorpus liegt. Insgesamt lässt sich dadurch ein Flaschenkorpus bereitstellen, der mit relativ geringem Materialeinsatz (bei gegebener Wanddicke proportional zur Oberfläche des Flaschenkorpus) ein vergleichsweise großes Volumen umschließen kann. Durch das Einstellen der Verhältnisse zwischen Breite, Tiefe und Höhe des Flaschenkorpus lässt sich die Widerstandsschwelle in Bezug auf die relative Volumenänderung einstellen.
Eine Wanddicke des Mantelbereichs kann zwischen 20 bis 60 µm beträgt. Die Wanddicke kann dabei für Frontwand, Rückwand und den beiden Seitenwänden unterschiedlich groß sein. In einem Ausführungsbeispiel ist die Wanddicke der Frontwand (gemessen in einem mittigen Bereich der Frontwand) um den Faktor 1,1 bis 1,5, vorzugsweise 1,2 bis 1,4 größer als die Wanddicke der Seitenwand (gemessen in einem mittigen Bereich der Seitenwand). Diese Materialaufteilung führt zu einem Flaschenkorpus, der eine hohe Stauchfestigkeit aufweist und sich trotzdem dazu eignet, an Frontwand und Rückwand zusammengedrückt zu werden, um einen Teil des Inhalts aus dem Aufnahmeraum auszudosieren. Bei dem Ausführungsbeispiel für den Flaschenkorpus, der bezüglich einer Mittelebene, die im Wesentlichen parallel zur Frontwand und Rückwand verläuft, spiegelsymmetrisch aufgebaut ist, gelten die obigen Ausführungen zur Frontwand sinngemäß auch für die Rückwand. Der Flaschenkorpus kann spiegelsymmetrisch zur Mittelebene und gleichzeitig spiegelsymmetrisch zu einer Ebene quer dazu sein.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

1 in perspektivischer Ansicht einen Flaschenkorpus einer Flasche aus Kunststoff, mit der sich das erfindungsgemäßen Verfahren durchführen lässt;
2 den Flaschenkorpus mit einer Banderole von vorne;
3 den Flaschenkorpus mit Banderole von der Seite;
4 den Flaschenkorpus von unten;
5 einen Schnitt entlang der Linie A-A in 4;
6 zwei Flaschen mit Verschluss im Stapel;
7 in einem vergrößerten Maßstab den kreisförmigen Ausschnitt A in 6;
8 einen Querschnitt des Flaschenkorpus im zusammengedrückten Zustands;
9 den zusammengedrückten Flaschenkorpus von der Seite; und
10 eine Kraft F zum Zusammendrücken des Flaschenkorpus in Abhängigkeit einer relativen Volumenänderung

1 zeigt einen Flaschenkorpus, der mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist. 1 ist eine perspektivische Ansicht des Flaschenkorpus 10. Der Flaschenkorpus 10 ist Teil einer Flasche 1, die neben dem Flaschenkorpus 10 eine Banderole 60 (in den 2 und 3 durch eine Schraffur schematisch dargestellt) und einen Verschluss 70 (siehe 6 und 7) umfasst. Der Flaschenkorpus 10 ist aus Kunststoff, wobei Polyethylenterephthalat (PET) einen bevorzugten Kunststoff darstellt. Der Flaschenkorpus 10 lässt sich beispielsweise durch ein Spritz-Streckblasformen herstellen. Der Flaschenkorpus 10 dient zur Aufnahme eines flüssigen Produkts, beispielsweise eines flüssigen Waschmittelkonzentrats.
Der Flaschenkorpus 10 weist einen Mantelbereich 11, einen Boden 12, eine Schulter 13 sowie einen Hals 14 auf. Der Mantelbereich 11 erstreckt sich von dem Boden 12 in Richtung der Schulter 13. An der Schulter 13 ist mittig der Hals 14 angeformt, der eine Abgabeöffnung 15 umschließt. An einer Außenseite des Halses 14 ist ein Außengewinde 16 vorgesehen, durch das sich der als Schraubverschluss ausgebildeter Verschluss 70 (siehe 6 und 7) schrauben lässt, um die Abgabeöffnung 14 zu verschließen. Vorzugsweise ist der Verschluss 70 aus Polypropylen (PP).
In den 2 und 3 ist eine Mittelachse 17 des Flaschenkorpus 10 bzw. der kreisrunden Abgabeöffnung 15 eingezeichnet. Die Mittelachse 17 verläuft dabei in einer Vertikalrichtung des Flaschenkorpus 10. Entsprechend erstreckt sich der Mantelbereich 10 in Vertikalrichtung von dem Boden 12 bis zur Schulter 13.
Der Flaschenkorpus 10 weist eine leicht nach außen gewölbte Frontwand 18, eine leicht nach außen gewölbte Rückwand 19 (in 1 und 2 verdeckt, jedoch in 3 und 4 sichtbar) und zwei Seitenwände 20, 21 auf. Zwischen der Frontwand 18 und der Seitenwand 20 ist eine in Vertikalrichtung verlaufende Vertikalkante 22 vorgesehen, die eine runden Übergang von der Frontwand 18 zu der Seitenwand 20 darstellt, die, sieht man von der Wölbung der Frontwand 18 ab, genau senkrecht zur Frontwand 18 verläuft. In 4, die den Flaschenkorpus 10 von unten zeigt, sind Frontwand 18 und Seitenwand 20 sowie die dazwischen angeordnete abgerundete Vertikalkante 22 ebenfalls erkennbar. Der Mantelbereich 11 weist drei weitere Vertikalkanten 23, 24, 25 auf, die zwischen der Frontwand 18 und den Seitenwänden 20, 21 bzw. zwischen der Rückwand 19 und den Seitenwand 20, 21 angeordnet sind. Aus 4 wird deutlich, dass die Vertikalkante 24 (dies gilt sinngemäß auch für die anderen Vertikalkanten) durch einen Rundungsradius R_R1 gekennzeichnet sein kann, der beispielsweise 8 bis 12 mm betragen kann.
Über die gesamte Höhe des Mantelbereichs 11, also von einer umlaufenden unteren Kante 26 bis zu einer umlaufenden oberen Kante 27 des Mantelbereichs 11 ist ein Δ des Mantelbereichs 11 in Form und Größe konstant. Der Querschnitt liegt dabei in einer Horizontalebene, die sich senkrecht zu der Vertikalrichtung bzw. zu der Mittelachse 17 des Flaschenkorpus 10 erstreckt. Wenn der Flaschenkorpus mit seinem Boden 12 auf einem horizontalen Untergrund steht, fällt die Horizontalebene mit der Horizontalen zusammen. In 4 sind Zeichenebene und Horizontalebene parallel zueinander. Aufgrund des konstanten Querschnitts über die gesamte Höhe des Mantelbereichs 11 verlaufen Frontwand 18, Rückwand 19, die Seitenwände 20, 21 sowie die Vertikalkanten 22 , 23, 24, 25 in jedem Punkt des Querschnitts geradlinig und parallel zur Vertikalrichtung. Entsprechend gibt es im Mantelbereich 11 auch keine unterschiedlichen Querschnitte, die sich ergeben würden, wenn der Mantelbereich 11 horizontal verlaufende Rillen oder dergleichen aufweist. Auch weist in Vertikalrichtung gesehen der Mantelbereich 11 keine Einschnürungen, Griffmulden oder dergleichen auf, durch die sich der Querschnitt des Mantelbereichs mit der Höhe ändern würde.
Insbesondere aus 4 wird deutlich, dass die Seitenwände 20, 21 im Querschnitt gradlinig verlaufen. Über die gesamte Breite der Frontwand 19 (d.h. von der Vertikalkante 22 bis zur Vertikalkante 25) erstreckt sich nur eine einzige Wölbung, dh. es gibt keine vertikal verlaufenden Rillen oder Vorsprünge. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht die Wölbung der Frontwand einem Kreisbogen eines Kreises mit dem Radius Rw (Wölbungsradius). Ein Mittelpunkt 28 dieses Kreises liegt außerhalb des Flaschenkorpus, wobei ein Winkelbereich 29 des Kreisbogens rund 65° beträgt. Je weiter der Mittelpunkt von der Mitte des Flaschenkorpus 10 bzw. des Halses 14 entfernt ist desto weniger ist die Frontwand 18 gewölbt und desto kleiner ist der Winkelbereich des Kreisbogens. Da der Flaschenkorpus zu der Linie A-A in 4 spiegelsymmetrisch sein soll, gelten die obigen Ausführungen sinngemäß auch für die Rückwand 19.
Eine Breite B des Flaschenkorpus 10, die sich aus der Breite der Frontwand 18 sowie aus der Breite der angrenzenden Vertikalkanten 32, 25 zusammensetzt, ist um den Faktor 1,3 bis 1,5 größer als eine Tiefe T des Flaschenkorpus 10. In einer konkreten Ausführung betragen die Breite B 90 mm und die Tiefe T 64 mm. Der Faktor beträgt in diesem Fall 1,41 (90/64).
Die Breite B und die Tiefe T des Flaschenkorpus werden durch die Ausmaße des Querschnitts des Mantelbereichs 11 festgelegt. Weder der Boden 12 noch die Schulter 13 oder der Hals 14 ragen in der Darstellung der 4 über den Querschnitt des Mantelbereichs 11 hinaus.
Wie insbesondere der 1 entnommen werden kann, umfasst die Schulter einen stufenförmigen Absatz 30. Der stufenförmige Absatz 30 weist eine im Wesentlichen in der Horizontalebene liegende, flache Auflagefläche 31 und einen umlaufenden Absatzrand 32 auf, der die Auflagefläche 31 begrenzt. Aus den 2 und 3 wird deutlich, dass die Auflagefläche 31 nicht vollständig eben ist, sondern von der Mittelachse 17 aus gesehen vom Hals 14 leicht abfällt. Der Absatzrand 32 setzt sich aus zwei länglichen Randabschnitten 33, 34, zwei dazu im Wesentlichen senkrecht verlaufenden kürzeren Randabschnitte 35, 36 sowie vier abgerundeten Ecken 37 zusammen. Die Form des umlaufenden Absatzrands 32 entspricht in etwa der Form des Querschnitts des Mantelbereichs 11. Der Absatzrand bildet eine sich im Wesentlichen in Vertikalrichtung erstreckende Verriegelungsfläche aus. Der stufenförmigen Absatz 30 stellt eine Verstärkungsstruktur dar, durch die die Schulter 13 versteift wird. Zudem trägt der stufenförmigen Absatz 30 zu einer Verbesserung der Stapelbarkeit der Flasche 1 bei, bei dem insbesondere die Verriegelungsfläche eine Rolle spielt, was weiter unten näher beschrieben wird.
Der Boden 12 umfasst eine umlaufende Bodenabrundung 38 und einen in der Grundform flachen Bodengrund 39. Die Bodenabrundung 38 setzt an der unteren Kante 26 des Mantelbereichs 11 an und geht in den flachen Bodengrund 39 über. Von dem Bodengrund 39 erstreckt sich in Richtung eines Aufnahmeraums 40 eine Stapelvertiefung, die in den 4 bis 7 dargestellt ist und dort mit dem Bezugszeichen 41 versehen ist. Wie insbesondere den 6 und 7 zu entnehmen ist, dient die Stapelvertiefung 41 zur Aufnahme des Halses 14 und dem darauf aufgeschraubten Verschluss 70 einer unteren Flasche ein 1a, wenn die Flasche 1 bzw. eine obere Flasche 1b im Stapel auf die untere Flasche 1a gesetzt wird. Die topfförmige und um die Mittelachse 17 rotationssymmetrische Stapelvertiefung 41 ist so dimensioniert, dass bei Stapelung der oberen Flasche 1b auf die untere Flasche 1a auf den Verschluss 70 und auf den Hals 14 keine Gewichtskräfte der oberen Flasche 1b wirken. Dies hat zum einen den Vorteil, dass bei der Auslegung von Hals 14 und Verschluss 70 entsprechende Festigkeitskriterien nicht berücksichtigt werden müssen. Auch führt diese Maßnahme zu einer geringen Stapelhöhe der Flasche 1, so dass bei einer Stapelung das vorhandene Raumangebot effektiv genutzt wird. Zur Herstellung der Stapelvertiefung 41 kann beim Spritz-Streckblasformen die Blasform einen verschiebbaren Kolben aufweisen, der während oder nach dem Blasvorgang in den Boden 12 die Stapelvertiefung 41 ausformt (active mould).
Der Boden 12 umfasst des Weiteren eine Verriegelungsvertiefung 42 auf, die eine im Wesentlichen in der Horizontalebene liegende Abstützfläche 43 und einen umlaufenden Vertiefungsrand 44 aufweist. Der Vertiefungsrand 44 weist eine Form auf, die der Form des Absatzrands 34 entspricht. In der gestapelten Anordnung (siehe 6) stützt sich die obere Flasche 1b mit ihrer Abstützfläche 43 auf der Auflagefläche 31 der unteren Flasche 1a ab. Die Verriegelungsfläche 45, gebildet durch den umlaufenden Absatzrand 32 und sich im Wesentlichen in Vertikalrichtung erschreckend, steht einer im Wesentlichen in Vertikalrichtung verlaufenden Gegenfläche 46 des Bodens 12 der oberen Flasche 1 b gegenüber, sodass die obere Flasche 1 b gegenüber der unteren Flasche 1 a weder verdreht noch verschoben werden kann. Das Zusammenspiel der Verriegelungsfläche 45 und die Gegenfläche 46 führen zu einem Formschluss zwischen den übereinander gestarteten Flaschen 1a, 1b und dienen somit dem Verdrehschutz und der Positionierung der Flaschen im Stapel. Zwischen der Gegenfläche 46 und der Verriegelungsfläche 45 kann ein Spiel vorgesehen sein, wodurch beim Stapeln der Flaschen 1a, 1b das Einsetzen des stufenförmigen Absatzes 30 in die Verriegelungsvertiefung 42 erleichtert wird.
Die Gewichtskraft der oberen Flasche 1b wird über deren Abstützfläche 43 und über die Auflagefläche 31 der unteren Flasche 1a in die untere Flasche 1a geleitet. Die Gewichtskraft wird dabei von der Schulter 13 in den Mantelbereich 11 der unteren Flasche 1a geleitet. Je höher die Stauchfestigkeit der Flasche, desto mehr Flaschen können übereinander gestapelt werden. Die an der Außenseite des Mantelbereichs 11 anliegende Banderole 60, welche vorzugsweise aus Polyethylen ist, ist als Stretch Sleeve ausgebildet, wird als Verstärkung für den Mantelbereich 11. Ist die auf die untere Flasche 1a von oben wirkende Gewichtskraft der darüber angeordneten Flaschen sehr groß, verhindert die Banderole 60, dass der Mantelbereich 11 nach außen ausbeult oder wegknickt. In diesem Fall würde der Stretch Sleeve, der bereits mit einer gewissen Vorspannung in Umfangsrichtung an dem Mantelbereich 11 anliegt, durch das Ausbeulen des Mantelbereichs in Umfangsrichtung noch weiter auf Zug beansprucht werden 11. Der vorgespannte Stretch Sleeve stellt somit eine effektive Maßnahme dar, die Stauchfestigkeit der Flasche 1 zu erhöhen. Wenn nur ein bestimmter Grenzwert für Stauchfestigkeit erreicht werden muss, sorgt der Stretch Sleeve für Spielraum, die Wandstärke Mantelbereich 11 zu reduzieren und somit Material für den Flaschenkorpus einzusparen.
In 2 ist eine Höhe H des Flaschenkorpus 10 eingetragen, die von dem Bodengrund 39 bis zum oberen Rand des Halses 15 reicht. Die Höhe H setzt zusammen aus einer Höhe des Schraubabschnitts des Halses bzw. des Außengewinde H_G und einer Höhe des Aufnahmeraums H_A. Die Höhe H_G beträgt zwischen 10 und 10 % der Höhe H. Die Höhe H_A ist um den Faktor 1,2 bis 1,3 größer als die Breite B, was in der Darstellung der 2 (Vorderansicht) zu einer quadratischen Grundform der Frontwand 18 führt. Die Höhe des Bodens und die Höhe der Schulter einschließlich des Halses machen in Summe ungefähr 30 bis 40 % der Höhe H aus. Im Stapel erscheint die Flasche, wobei Hals und Verschluss durch die darüber angeordnete Flasche verdeckt sind, in der Vorderansicht als handliches Quadrat. Bei einer Vielzahl von Flaschen bzw. nebeneinander angeordneten Stapeln ergibt sich somit ein Gesamtbild, welches sich aus vielen kleinen Quadraten zusammensetzt und sich für Präsentationszwecke gut nutzen lässt.
Die in Umfangsrichtung geschlossene Banderole 60 überdeckt den Mantelbereich 11 vollständig. Zum Boden 12 hin erstreckt sich die Banderole 60 über die untere Kante 27 hinaus und überdeckt auch einen oberen Teil der Bodenabrundung 38. Die Banderole 60 geht auch über die obere Kante 27 des Mantelbereichs 11 hinaus und überdeckt einen unteren Teil der Schulter 13.
Die 8 und 9 zeigen den Flaschenkorpus 10 im zusammengedrückten Zustand. 8 zeigt dabei den Querschnitt des Flaschenkorpus 10, 9 den Flaschenkorpus 10 von der Seite. Eine Kraft F setzt dabei in der Mitte der Frontwand 18 des Mantelbereichs 11 an und drückt diese in Richtung der Rückwand 19. Auf die Rückwand wirkt, hier ebenfalls punktförmig, eine Gegenkraft F, die der Kraft F entgegengesetzt ist. Aufgrund actio-reactio sind die Kräfte F, G betraglich gleich groß. Die Kräfte F, G stehen senkrecht zur Mittelachse 17 und einer Mittelebene 48, zu der Frontwand 18 und Rückwand 19 spiegelsymmetrisch ausgebildet sind.
Die Kraft F führt zu einer Deformation der Frontwand 18, sodass diese nicht wie im nicht belasteten Zustand nach außen gewölbt ist (siehe gestrichelte Linie), sondern eine Einwölbung 47 aufweist. Die Einwölbung 47 ist hier nur schematisch angedeutet und kann in Wirklichkeit eine andere Form aufweisen. So kann nicht ausgeschlossen werden, dass auch Boden 12 und Schulter 13 durch die Kraft F und die Gegenkraft G zumindest leicht verformt werden.
Von dem unbelasteten Zustand aus hat der Anlagepunkt der Federkraft F auf der Frontwand einen halben Verformungsweg s/2 zurückgelegt. Durch die nun nach innen eingebeulte Frontwand 18 und die ebenfalls in gleicher Weise verformte Rückwand 19, welche ebenfalls einen halben Verformungsweg zurückgelegt hat, erfährt das Volumen V des Aufnahmeraums 40 des nicht verformten Flaschenkorpus 10 (siehe 1 bis 7) eine Volumenänderung ΔV, welche auf das ursprüngliche Volumen V bezogen als relative Volumenänderung ΔV/V bezeichnet wird.
In 10 ist der Verlauf der Kraft F über dem Verformungsweg s schematisch aufgetragen. Der Graph steigt mit größer werdenden Verformungsweg s zunächst mit einer in etwa konstanten und vergleichsweise geringen Steigung an. Dies bedeutet, dass sich die Frontwand 18 und die Rückwand 19 auf einem ersten Abschnitt des Verformungswegs Δs₁ relativ leicht eindrücken lässt. An einer Stelle W, die hier auch als Widerstandsschwelle W bezeichnet wird, steigt der Graph der Kraft F stärker an. Mit anderen Worten ist es ab der Widerstandsschwelle W deutlich schwieriger, die Frontwand 18 und die Rückwand 19 zusammen zu drücken und damit eine weitere relative Volumenveränderung zu bewirken.
Aus dem Steigungsdreieck für die durchschnittliche Steigung der Kraft F bis zur Widerstandsschwelle W lässt sich ein erstes Verhältnis m₁ aus ersten anfänglicher Krafterhöhung ΔF₁ zu dem damit verbundenen ersten Verformungsweg Δs₁ berechnen. Gleichwohl die Verhältnisse in 10 nur schematisch dargestellt werden sollen, lässt sich aus 10 durch Messen der Strecken ΔF₁ und Δs₁ das erste Verhältnis R₁ bestimmen. Es entspricht in der schematischen Darstellung ungefähr dem Wert 0,3. Der 10 ist zu entnehmen, dass das Zusammendrücken von Frontwand und Rückwand mit einer kleinen Vorkraft Fo beginnt (beispielsweise 0,5 N).
Wird die Frontwand 18 über die Widerstandsschwelle W hinaus weiter nach innen bedrückt, muss die Kraft F weiter erhöht werden (der Graph der Kraft F steigt weiter an). Für einen zweiten Abschnitt mit einer festgelegten Länge L steigt die Kraft F um eine zweite Krafterhöhung ΔF₂ an. Die Länge L entspricht einem zweiten Verformungsweg Δs₂. Ein zweites Verhältnis R₂ (siehe entsprechendes Steigungsdreieck: Quotient aus zweiter Krafterhöhung ΔF₂ und dem zweiten Verformungsweg Δs₂) beträgt in der schematischen Darstellung der 10 rund 0,6. Damit ist das zweite Verhältnis R₂ um den Faktor 2 größer als das erste Verhältnis R₁.
Beim Zusammendrücken von Frontwand 18 und Rückwand 19 mit einer die Flasche 1 umgreifenden Hand spürt der Benutzer deutlich die Widerstandsschwelle W. Das besondere elastische Verhalten der Flasche 1, welches durch die Widerstandsschwelle W geprägt wird, lässt sich gezielt für das mehrfache Ausdosieren von immer in etwa gleichgroßen Teilmenge nutzen. Dabei wird vor dem Ausdosieren die Flasche auf den Kopf gedreht, sodass der Hals 14 mit der Abgabeöffnung 15 nach unten gerichtet ist und sich der Hals entsprechend mit dem flüssigen Produkt füllt. Durch das Zusammendrücken bis zur Widerstandsschwelle W wird das Volumen V der Flasche 1 um die Volumenveränderung ΔV reduziert. Ist die Abgabeöffnung 15 mit einer geschlitzten Membran (nicht dargestellt) versehen, so lässt dadurch jeweils durch ein Zusammendrücken bis zur spürbaren Widerstandsschwelle eine in etwa konstante Teilmenge mit dem Volumen ΔV ausdosieren.
Bezugszeichenliste

1: Flasche (1a baugleiche Flasche, untere Flasche; 1b obere Flasche)
10: Flaschenkorpus
11: Mantelbereich
12: Boden
13: Schulter
14: Hals
15: Ausgabeöffnung
16: Außengewinde
17: Mittelachse
18: Frontwand
19: Rückwand
20: Seitenwand
21: Seitenwand
22: Vertikalkante
23: Vertikalkante
24: Vertikalkante
25: Vertikalkante
26: untere Kante
27: obere Kante
28: Mittelpunkt
29: Winkelbereich
30: Absatz
31: Auflagefläche
32: Absatzrand
33: längerer Randabschnitt
34: längerer Randabschnitt
35: kürzerer Randabschnitt
36: kürzerer Randabschnitt
37: Ecke
38: Bodenabrundung
39: Bodengrund
40: Aufnahmeraum
41: Stapelvertiefung
42: Verriegelungsvertiefung
43: Abstützfläche
44: Vertiefungsrand
45: Verriegelungsfläche
46: Gegenfläche
47: Einwölbung
48: Mittelebene
60: Banderole
70: Verschluss
B: Breite
F: Kraft
ΔF: Krafterhöhung
G: Gegenkraft
H: Höhe
HG: Höhe des Außengewindes
L: Länge
S: Verformungsweg
T: Tiefe
V: Volumen
ΔV: Volumenänderung
W: Widerstandsschwelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1176100 A1 [0002]
US 2014/0374298 A1 [0003]

Claims

Flasche (1) für ein flüssiges Produkt mit einem Flaschenkorpus (10), der aus Kunststoff ist, einen Aufnahmeraum (40) mit einem Volumen (V) festlegt und umfasst: - eine Schulter (13), - einen an der Schulter (13) angeformten Hals (14) mit einer Abgabeöffnung (15), die sich mit einem Verschluss (70) verschließen lässt, - einen Boden (12), - einen Mantelbereich (11), der sich zwischen Schulter (13) und Boden (12) in einer Vertikalrichtung erstreckt und eine Frontwand (18), eine der Frontwand (18) gegenüberliegende Rückwand (19) und zwei zwischen Frontwand (18) und Rückwand (19) angeordnete Seitenwände (20, 21) aufweist, wobei ein Querschnitt des Flaschenkorpus (10), der in einer senkrecht zur Vertikalrichtung erstreckenden Horizontalebene liegt, über die gesamte Höhe des Mantelbereichs (11) in Form und Größe konstant ist, wobei bei einem Zusammendrücken des Flaschenkorpus (10) durch eine mittig auf die Frontwand (18) wirkende Kraft (F) und durch eine mittig auf die Rückwand (19) wirkende, der Kraft (F) entgegengesetzte Gegenkraft (G) der Flaschenkorpus (10) elastisch verformbar ist, sodass das Volumen (V) des Aufnahmeraums (40) um eine Volumenänderung (ΔV) verkleinert wird, wobei einem ersten Abschnitt einer elastischen Verformung bis zu einer Widerstandsschwelle (W) ein erstes Verhältnis (m₁) von anfänglicher erster Krafterhöhung (ΔF₁) zu einem ersten Verformungsweg (Δs₁) zugeordnet werden kann, wobei einem zweiten Abschnitt der elastischen Verformung, der mit der Widerstandsschwelle (W) beginnt und eine Länge (L) von mindestens 2 mm aufweist, ein zweites Verhältnis (m₂) von einer zweiter Krafterhöhung (ΔF₂) zu einer zweiten Verformungsweg (Δs₂) zugeordnet werden kann, wobei die Widerstandsschwelle (W) einem Bereich der relativen Volumenänderung (ΔVN) von 2 bis 7 % zugeordnet ist, und wobei das zweite Verhältnis (m₂) um mindestens den Faktor 2 größer ist als das erste Verhältnis (m₁).
Flasche (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Abgabemittel vorgesehen sind, durch die ein Ausdosieren des flüssigen Produkts nur bei Überschreiten eines bestimmten Innendrucks in dem Aufnahmeraum (40) des Flaschenkorpus (10) möglich sind.
Flasche (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgabemittel eine flexible Membran mit einem Schlitz umfassen.
Flasche (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgabemittel eine Vordosierkammer enthalten.
Flasche (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden einen in den Aufnahmeraum ragende Stapelvertiefung aufweist, die zur vollständigen Aufnahme des Verschlusses (70) und des Halses (14) einer baugleichen Flasche (1a) geeignet ist, sodass bei einer Stapelung von einer oberen Flasche (1b) auf einer unteren Flasche (1a) das Gewicht der oberen Flasche (1b) vollständig auf der Schulter (13) der unteren Flasche (1a) ruht.
Flasche (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Horizontalebene im Querschnitt - die Seitenwände (20, 21) in der Horizontalebene geradlinig verlaufen, und - die Frontwand (18) eine nach außen gerichtete Wölbung aufweist, die sich über eine gesamte Breite der Frontwand (18) erstreckt.
Flasche (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wölbung der Frontwand (18) der Wölbung der Rückwand (19) entspricht.
Flasche (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schulter (13) einen stufenförmigen Absatz (30) aufweist, der eine im Wesentlichen in der Horizontalebene liegende Auflagefläche (31) und einen Absatzrand (32) mit einer im Wesentlichen in Vertikalrichtung verlaufenden Verriegelungsfläche (42) aufweist, und dass der Boden (12) eine Verriegelungsvertiefung (42) zur Aufnahme des stufenförmigen Absatzes (30) aufweist, wobei die Verriegelungsvertiefung (42) eine Abstützfläche (43) und einen Vertiefungsrand (44) mit einer im Wesentlichen in Vertikalrichtung verlaufende Gegenfläche (46) aufweist, sodass bei der Stapelung von der oberen Flasche (1b) auf der unteren Flasche (1a) die Abstützfläche (43) der oberen Flasche (1b) auf der Auflagefläche (31) der unteren Flasche (1a) aufliegt und die Verriegelungsfläche (45) der unteren Flasche (1a) und die Gegenfläche (46) der oberen Flasche (1b) aneinander anliegen und zwischen oberer Flasche (1b) und unterer Flasche (1a) einen Formschluss in der Horizontalebene erzeugen.
Flasche (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis einer Breite (B) des Flaschenkorpus (11) zu einer Tiefe (T) des Flaschenkorpus zwischen 1,0 und 2,0 beträgt.
Flasche (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis einer Breite (B) des Flaschenkorpus zu einer Höhe (H) des Mantelbereichs (11) zwischen 0,5 und 1 beträgt.
Flasche (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wanddicke des Mantelbereichs (11) zwischen 20 bis 70 µm beträgt.
Flasche (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wandstärke der Frontwand (18) mindestens um den Faktor 1,3 größer ist als eine Wandstärke einer der Seitenwände (20, 21).
Verfahren zum Ausdosieren einer Teilmenge eines flüssigen Produkts aus einer Flasche nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Flaschenkorpus per Hand bis zu der Widerstandsschwelle W zusammengedrückt, wobei die Teilmenge im Wesentlichen dem Volumen ΔV entspricht.