DE102007043407A1

DE102007043407A1 - Mehrschichtiger flexibler Folienkörper

Info

Publication number: DE102007043407A1
Application number: DE102007043407A
Authority: DE
Inventors: Klaus Ludwig; Wolfgang Dr. Clemens; Johannes Schad
Original assignee: PolyIC GmbH and Co KG
Current assignee: Leonhard Kurz Stiftung and Co KG; PolyIC GmbH and Co KG
Priority date: 2007-09-12
Filing date: 2007-09-12
Publication date: 2009-03-19
Also published as: KR20100052529A; CN101802890A; JP5405471B2; CA2698548A1; EP2188799A1; AU2008297932B2; US8604907B2; CA2698548C; KR101468762B1; JP2010540353A; EP2188799B1; AU2008297932A1; ATE519194T1; CN101802890B; US20100245112A1; ES2371057T3; WO2009033662A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen mehrschichtigen flexiblen Folienkörper (6), insbesondere eine Labelfolie oder Verpackungsfolie, sowie ein Warenkennzeichnungs-System und Verwendungen eines solchen Folienkörpers. Der Folienkörper (6) weist eine Trägerschicht und ein Dekorschichtsystem (11) auf, welches eine optisch erkennbare Information bereitstellt. Mehrere Schichten des Dekorschichtsystems bilden ein elektronisch gesteuertes Anzeigenelement (65) aus, durch dessen Aktivierung die optisch erkennbare Information sichtbar wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrschichtigen flexiblen Folienkörper, insbesondere eine Labelfolie oder Verpackungsfolie, mit einer Trägerschicht und einem Dekorschichtsystem, welches eine optisch erkennbare Information bereit stellt, sowie Verwendungen eines solchen Folienkörpers und ein System umfassend einen solchen Folienkörper.
Zur Verpackung von Waren, beispielsweise Lebensmitteln, werden üblicherweise Verbundmaterialien eingesetzt, die neben einer Trägerfolie eine Dekorschicht aufweisen, welche der Verpackung einen gefälligen optischen Eindruck verleiht. So beschreibt beispielsweise DE 203 14 902 U1 eine mehrschichtige Verpackungsfolie für Lebensmittel, die eine Verpackungs-Trägerschicht, eine flächige Werbeträger-Trägerschicht und eine Werbeträger-Bedruckung aufweist.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten mehrschichtigen flexiblen Folienkörper sowie Verwendungen eines solchen Folienkörpers anzugeben, welcher insbesondere als Labelfolie oder Verpackungsfolie Einsatz finden kann.
Diese Aufgabe wird von einem mehrschichtigen flexiblen Folienkörper mit einer Trägerschicht und einem Dekorschichtsystem, welches eine optisch erkennbare Information bereit stellt, gelöst, bei dem mehrere Schichten des Dekorschichtsystems ein elektrisch gesteuertes Anzeigenelement ausbilden, durch dessen Aktivierung die optisch erkennbare Information sichtbar wird.
Durch die Erfindung wird es möglich, eine Verpackung mit neuartigen optischen Effekten zu versehen, optische dynamische Label mit neuartigen Funktionen bereit zu stellen und zusätzliche Funktionen in Umverpackungen zu integrieren.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen bezeichnet.
Vorzugsweise umfasst das Dekorschichtsystem eine oder mehrere Schichten, die ein Sensorelement zur Erfassung eines externen Aktivierungs-Signals ausbilden, wobei das Sensorelement direkt oder über eine elektronische Schaltung mit dem Anzeigeelement verbunden ist. Beim Empfang des Aktivierungs-Signals wird das Anzeigenelement aktiviert und die optisch erkennbare Information des Dekorschichtsystems sichtbar gemacht. Als Aktivierungs-Signale zur Aktivierung des Anzeigenelements können hierbei folgende Energiequellen und Einflüsse verwendet werden: Elektromagnetisches Wechselfeld, insbesondere HF- oder RF-Felder Taster, Schall, Temperatur, Leitfähigkeit, Luftfeuchte, Druck, Kapazität und Licht. Das Dekorschichtsystem weist hierbei jeweils eine oder mehrere Schichten auf, die ein Sensorelement zur Erfassung dieser Energiequellen und Einflüsse ausbilden. So ist es beispielsweise möglich, dass die optische Wirkung des Dekorschichtsystems durch ein Elektromagnetisches Wechselfeld als externes Aktivierungs-Signal aktivierbar ist und dass das Dekorschichtsystem eine oder mehrere Antennenstrukturen zur Erfassung des Elektromagnetisches Wechselfelds ausformende elektrisch leitfähige Schichten umfasst, die als Sensorelement zur Erfassung des Elektromagnetisches Wechselfelds dienen. Als Antennenstrukturen werden hierbei für den jeweilig verwendeten Frequenzbereich geeignete Antennenstrukturen verwendet, beispielsweise spulenförmige Antennen, Dipol-Antennen, Bipol-Antennen oder kapazitive Kopplungsstrukturen.
Gemäss eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird die optische Wirkung des Dekorschichtsystems durch ein Elektromagnetisches Wechselfeld als externes Aktivierungssignal aktiviert und das Dekorschichtsystem weist eine oder mehrere zumindest bereichsweise plattenförmig ausgeformte elektrisch leitfähige Schichten zur kapazitiven Einkopplung des Elektromagnetisches Wechselfelds auf, die als Sensorelement(e) zur Erfassung des Elektromagnetisches Wechselfelds dienen. Eine derartige Einkopplung des Aktivierungs-Signals stellt eine besonders robuste Lösung dar, welche eine selektive und zielgerichtete Aktivierung der Folienkörper ermöglicht.
Gemäss eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist das Anzeigenelement oder die elektronische Schaltung so ausgestaltet, dass das Anzeigenelement nach einmaligem Aktivieren aktiviert bleibt, vorzugsweise die Aktivierung des Anzeigenelements nicht mehr rückgängig gemacht werden kann. Nach der Aktivierung bleibt die optisch erkennbare Information somit permanent sichtbar. Dies kann zum einen durch die Verwendung von monostabilen Anzeigenelementen erzielt werden, andererseits auch durch eine elektronische Schaltung, welche nach Empfang des Aktivierungs-Signals das Anzeigenelement permanent im aktivierten Zustand hält.
Weiter ist es auch möglich, dass das Dekorschichtsystem eine oder mehrere Schichten umfasst, die ein Sensorelement zur Erfassung eines externen Deaktivierungs-Signals ausbilden und dass das Sensorelement direkt oder über eine elektronische Schaltung mit dem Anzeigenelement derart verbunden ist, dass das Anzeigenelement bei Empfang des Deaktivierungs-Signals deaktiviert wird. Weiter ist es auch möglich, dass das Anzeigenelement nur so lange aktiviert bleibt, so lange das Aktivierungs-Signal von dem Sensorelement erfasst wird.
Gemäss eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung weist der Mehrschichtkörper ein Schaltelement auf, das nach einem vordefinierten Zeitablauf das Anzeigenelement aktiviert. Das Erscheinungsbild des Dekorschichtsystems ändert sich so mit dem Zeitablauf. Bei dieser Ausführungsform kann so auch auf ein Sensorelement zur Erfassung eines externen Aktivierungs-Signals verzichtet werden.
Vorzugsweise weist das Dekorschichtsystem eine oder mehrere Schichten auf, die eine elektrische Energiequelle ausbilden. Diese elektrische Energiequelle ist hierbei direkt oder über ein Schaltelement mit dem Anzeigenelement verbunden. Das Dekorschichtsystem weist so vorzugsweise zwei oder mehr Schichten auf, welche eine elektrochemische Flachbatterie als elektrische Energiequelle ausbilden. Weiter ist es beispielsweise möglich, dass das Dekorschichtsystem eine oder mehrere elektrisch leitfähige Schichten aufweist, welche zumindest bereichsweise als Flachspule zur induktiven Einkopplung von Energie aus einem Elektromagnetisches Wechselfeld ausgeformt sind, wobei die Flachspule mit einer Abstimm-Kapazität und einem Gleichrichter als Energiequelle zur Generierung eines Gleichstroms verschaltet ist. Weiter ist es möglich, dass das Dekorschichtsystem eine oder mehrere elektrisch leitfähige Schichten aufweist, welche zumindest bereichsweise als plattenförmige Metallflächen zur kapazitiven Einkopplung von Energie aus einem Elektromagnetisches Wechselfeld ausgeformt sind, wobei die plattenförmigen Metallflächen mit einem Gleichrichter und einer Kapazität als Energiequelle zur Generierung eines Gleichstroms verschaltet sind. Weitere Möglichkeiten bestehen darin, dass das Dekorschichtsystem eine oder mehrere vorzugsweise organische Solarzellen aufweisende Schichten als Energiequelle aufweist, oder eine oder mehrere Schichten bestehend aus einem Piezomaterial aufweist, welche beispielsweise bei Knicken oder biegen oder bei Wärme- oder Kälteeinwirkung des Folienkörpers einen von den entsprechenden Elektrodenschichten erfassten und von einem Kondensator gespeicherten Spannungsimpuls generieren. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass das Dekorschichtsystem als Energiequelle ein oder mehrere Elektroden zur Aufnahme von durch Reibung und elektrostatische Aufladung generierten Ladungsträger aufweist. Vorzugsweise weist das Dekorschichtsystem hierbei eine als Energiespeicher dienende Kapazität auf, die von den oben beschriebenen Energiequellen aufgeladen wird und direkt oder indirekt mit dem Anzeigenelement verbunden ist.
Weiter ist es auch möglich, eine aus zwei oder mehr der oben angeführten Energiequellen kombinierte Energiequelle zu verwenden, z. B. ein Piezoelement oder eine Solarzelle mit einer Batterie.
Gemäss eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist zwischen der Energiequelle und dem Anzeigenelement eine elektronische Schaltung vorgesehen, welche u. a. ein Schaltelement enthalten kann, welches die Verbindung zwischen Energiequelle und Anzeigenelement herstellt bzw. unterbricht. Die elektronische Schaltung wird hierbei vorzugsweise von zwei oder mehr Schichten des Dekorschichtsystems gebildet, welche eine organische elektronische Schaltung umfassend eine oder mehrere aus einer Lösung aufgebrachte halbleitende Schichten ausbildet. Die elektronische Schaltung ist hierbei einerseits mit der Energiequelle und andererseits mit dem Anzeigenelement verbunden und steuert die Aktivierung des Anzeigenelements. Als Schaltelement finden hierbei vorzugsweise organische Feldeffekt-Transistoren Verwendung.
Das Dekorschichtsystem weist gemäss eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung zwei Elektrodenschichten und eine oder mehrere zwischen den Elektrodenschichten angeordnete Schichten enthaltend ein nematisches oder cholerisches Flüssigkristallmaterial, ein elektrochromes Material, ein elektrolumineszentes Material oder einen organischen (oder anorganischen) Leuchtstoff auf, die das elektrisch gesteuerte Anzeigenelement ausbilden. Das Anzeigenelement kann so beispielsweise in einer Polymermatrix eingeschlossene mit Flüssigkristall gefüllte Sphären aufweisen, welche sich durch eine elektrische Spannung ausrichten lassen und somit von opak auf durchsichtig geschaltet werden können. Hierbei können auch cholesterische Flüssigkristallmaterialien zum Einsatz kommen. Bei der Verwendung von elektrochromen Materialien ändert sich die Farbe des Anzeigenelements wenn der Farbstoff durch eine elektrochemische Reaktion reduziert wird. Bei einem elektrolumineszenten Stoff wird Phosphor über ein elektrisches Wechselfeld zum Leuchten angeregt. Weiter ist auch die Verwendung von farbigen elektrischen Partikeln möglich, welche zwischen zwei Elektroden angeordnet sind und über elektrostatische Kräfte bewegt werden, so dass sie für den Betrachter sichtbar oder unsichtbar sind. Weiter ist es auch möglich, zwischen zwei Elektroden eine gefärbte Flüssigkeit vorzusehen, welche über elektrostatische Kräfte in der Form verändert wird und somit sichtbar oder unsichtbar wird. Weiter ist die Verwendung von organischen Leuchtdioden als Anzeigenelement möglich, wobei hier organische Leuchtstoffe durch einen Strom zum Leuchten angeregt werden. Weiter ist es auch möglich, dass das Dekorschichtsystem eine thermochrome Schicht aufweist, die benachbart zu einem elektrischen Heizelement, beispielsweise einer mäanderförmig angeordneten Leiterbahn, in dem Dekorschichtsystem angeordnet ist. Bei Anlegen einer Spannung an das Heizelement erwärmt sich dieses und das thermochrome Material der thermochromen Schicht verändert seine Farbe. Es können so energieaktivierte, monostabile oder bistabile Anzeigenelemente zum Einsatz kommen.
Vorzugsweise sind hierbei ein oder mehrere Schichten des Anzeigenelements in Form der optisch erkennbaren Information ausgeformt, so dass sich bei Aktivierung des Anzeigenelements die optische Wirkung des Dekorschichtsystems in diesem Bereich verändert und die optisch erkennbare Information sichtbar wird.
Es ist jedoch auch möglich, dass die optisch erkennbare Information von einer oder mehreren, vorzugsweise farbig ausgestalteten Schichten gebildet wird, die aus Sicht des Betrachters ober- oder unterhalb des Anzeigenelements angeordnet sind und bei Aktivierung des Anzeigenelements für den Betrachter sichtbar werden, beispielsweise indem diese Schichten für den Betrachter nicht mehr verdeckt werden oder durch Veränderung des Hintergrunds sichtbar werden.
Weiter ist es auch möglich, dass eine oder beide der Elektroden des Anzeigenelements von einer unstrukturierten Elektrodenschicht gebildet wird, die durch Überdrucken mit einem elektrisch nicht leitenden Druckstoff in Negativform der optisch erkennbaren Information derart strukturiert ist, dass die Elektroden lediglich im Bereich der optisch erkennbaren Informationen über eine elektrisch leitfähige Oberfläche verfügen, die mit dem elektrochromen Material, dem elektrolumineszenten Material oder dem organischen/anorganischen Leuchtstoff in Kontakt steht. Besonders vorteilhaft hat es sich hierbei erwiesen, als Isolator für eine derartige Strukturierung der Elektrodenschicht oder der Elektrodenschichten ein Thermotransferwachs zu verwenden. Besonders geeignet haben sich hierbei Mischungen auf Basis verschiedenener Wachse und Harze mit einem Tropfpunkt von 90 bis 110 C° und einem Erstarrungspunkt von 75 bis 85 C° und einer Viskosität von 50 bis 100 μPa bei 100 C° erwiesen. Die Wachsschicht wird mittels eines Thermotransferdruckers auf die Elektrodenschicht aufgedruckt. Dem Thermotransferdrucker wird hierbei eine Thermotransferfolie zugeführt, die eine Trägerfolie und eine auf dieser aufgebrachte Wachsschicht aus einem Thermotransferwachs aufweist. Die Thermotransferwachsschicht wird von einem Thermotransferdruckkopf, der digital angesteuert ist, bereichsweise aufgeschmolzen und hierbei jeweils ein kleiner Bereich der Transferlage der Thermotransferfolie auf die Elektrode übertragen. Bei dieser Übertragung schmelzen benachbarte Bereiche der auf der Elektrode übertragenen Bereiche der Thermotransferwachsschicht, so dass zum einen die thermische Belastung des Dekorschichtsystems gering bleibt und eine sichere Isolierung der deaktivierten Bereiche der Elektrode – auch in den Randbereichen der Elektrode – erzielt wird. Weitere Vorteile ergeben sich dadurch, dass die Thermotransferschicht eine besonders gute Beständigkeit gegenüber den von dem Anzeigenelement verwendeten photoaktiven Materialien, z. B. lumineszente Materialien, organische oder anorganische Leuchtstoffe besitzen, und so die Ausfallsicherheit des Anzeigenelements durch die Verwendung einer derartigen Isolatorschicht verbessert wird.
Weiter ist es auch möglich, dass das Dekorschichtsystem zwei oder mehr unterschiedliche optisch erkennbare Informationen bereit stellt und mehrere Schichten des Dekorschichtsystems zwei oder mehr elektrische gesteuerte Anzeigenelemente ausbilden, durch deren Aktivierung jeweils eine der unterschiedlichen optisch erkennbaren Informationen sichtbar wird.
Vorzugsweise wird der Folienkörper als optisch dynamisches Label in einem Gesamtsystem eingesetzt. Dieses System besteht aus einem Funkaktivator und einer Vielzahl optisch dynamischer Labels, die aufgrund der kostengünstigen Herstellung zu Marketingzwecken auf einer Vielzahl von Produkten eingesetzt werden können. Die optisch dynamischen Label können beispielsweise in der Verpackungsindustrie z. B. auf Chip-Tüten aufgelabelt werden. Wird das Anzeigenelement aktiviert, können sich hinter der Anzeige verschiedene Informationen wie Bilder oder Nummern für ein Gewinnspiel verbergen. So werden beispielsweise Packungen verteilt, auf denen sich jeweils ein aktivierbares Logo als sichtbar machbare, optisch erkennbare Information befindet. Es ist nur eine begrenzte Anzahl an Variationen des Logos vorgesehen (z. B. Herz, Stern, Sektglas). Es sind so zwei oder mehr unterschiedliche Gruppen von Umverpackungen vorgesehen, wobei die Umverpackung derselben Gruppe jeweils dieselbe aktivierbare Information aufweisen, die sich von der aktivierbaren Information der anderen Gruppe unterscheidet. Weiter ist es auch möglich, dass eine weitere Gruppe von Umverpackungen vorgesehen ist, die ein dem nicht aktivierten optisch dynamischen Label entsprechendes optisches Erscheinungsbild besitzen, jedoch nicht über ein elektrisch gesteuertes Anzeigenelement verfügen. Durch solche "Dummies" können die Gewinnchancen eingeschränkt werden.
Weiter ist es auch möglich, den erfindungsgemäßen Folienkörper für Tickets, Markenschutzelemente (z. B. Label), Lose, Spielkarten oder sonstige Spiele einzusetzen, oder als RFID Tag mit zusätzlichen optischen Informationen auszugestalten,
Die elektrisch gesteuerten Anzeigenelemente können auch segmentiert sein, z. B. um ein 7-Segment Element aufzubauen (Darstellung von Zahlen oder Buchstaben). Weiter können auch mehrere elektrisch gesteuerte Anzeigenelemente nebeneinander vorgesehen sein, die bei Aktivieren verschiedene Logoelemente oder Informationselemente sichtbar machen.
Die Anzeigenelemente können so ausgestaltet sein, dass die optisch erkennbare Information nur beim direkten Aktivieren (z. B. durch drücken auf einen Taster oder durch direkte Einwirkung eines elekromagnetischen Wechselfeldes) sichtbar ist, blinkt oder auch – bei verschiedenen Anzeigenelementen – diese Elemente nacheinander aktiviert werden und so die jeweiligen Informationen nacheinander sichtbar gemacht werden. Desweiteren können die Anzeigenelemente auch dauerhaft aktiviert werden und die Information so durch einmaliges Aktivieren dauerhaft sichtbar bleiben oder durch ein „reset" signal wieder zurückgeschaltet werden.
Durch den Aktivator, der beispielsweise ein vordefiniertes Elektromagnetisches Wechselfeld sendet, können die Logos beispielsweise am Stand des Herstellers im Rahmen eines Gewinnspiels aktiviert werden.
Weiter kann das optisch dynamische Label auch als Zahlungsmittel eingesetzt werden. So kann beispielsweise an der Kasse nach Bezahlung das Logo aktiviert werden und sichtbar werden. Nach der Warenausgabe wird das Symbol wieder deaktiviert. Dieser Vorgang kann wiederholt werden. Das Anzeigenelement kann auch permanent aktivierbar sein, d. h. die Information bleibt nach einmaliger Aktivierung erhalten.
Weiter kann der erfindungsgemäße Mehrschichtkörper auch als intelligente und interaktive Bedienungsanleitung dienen. Durch Aktivierung können z. B. zusätzliche Informationen zum Produkt, Umgang oder dessen Verwendbarkeit eingeblendet werden.
Darüber hinaus kann der erfindungsgemäße Mehrschichtkörper als Sicherheitsmerkmal zur Kennzeichnung der Echtheit von Produkten dienen. Der Hersteller kann durch Aktivierung erkennen, ob es sich bei dem Produkt um ein Nachahmer-Produkt handelt oder nicht und bei Garantiefällen oder bei der Entsorgung von Produkten feststellen, ob die Waren tatsächlich von ihm stammen und er zu Serviceleistungen verpflichtet ist oder nicht.
Im Weiteren kann der erfindungsgemäße Folienkörper auch als Label für die Überwachung elektronischer Komponenten verwendet werden. In der Elektronik dürfen bestimmte Bauteile keinen starken elektrischen oder magnetischen Feldern ausgesetzt sein. Zur Überprüfung der Einhaltung dieser Vorschriften kann ein erfindungsgemäßer Mehrschichtkörper als Indikator auf solche Produkte oder deren Verpackung aufgelabelt werden. Der Folienkörper weist hierbei ein Sensorelement zur Erfassung der elektrischen oder magnetischen Felder auf und das Anzeigeelement wird aktiviert sobald die vordefinierten Grenzwerte überschritten werden.
Weiter kann der erfindungsgemäße Folienkörper auch als Label für die Überwachung von Lebensmitteln verwendet werden und zu diesem Zwecke auf die Lebensmittel oder deren Verpackung aufgelabelt werden. Der Folienkörper weist hierbei z. B. Sensorelemente zur Erfassung der Temperatur der Lebensmittel (Kühlkette), der Überwachung der Lichtscheindauer (z. B. UV-empfindliche Produkte) oder der Dichtheit der Verpackung (Erfassung des Sauerstoffgehalts, Stickstoffgehalts, des Wassers, etc.) auf. Bei Überschreitung der vordefinierten Grenzwerte wird das Anzeigenelement aktiviert und die Information, beispielsweise ein Warnhinweis, sichtbar gemacht.
Ein weiteres Anwendungsfeld für erfindungsgemäße Folienkörper stellen sogenannte "Life-Style-Goods" dar. Es ist so beispielsweise möglich, dass der Folienkörper ein interaktives Poster bildet, bei dem durch ein Aktivierungssignal eine Änderung eines Layouts oder einer Graphik des Posters angestoßen werden kann. Auch andere, ein interaktives Verhalten zeigende Anwendungen sind möglich, z. B. Integration des Folienelements in einem T-Shirt (oder sonstiger Kleidungsstücke), einem Armband, einer Uhr oder einem Anhänger, wobei auch hier das optische Anzeigenelement gezielt aktiviert werden kann.
Der erfindungsgemäße Folienkörper kann als Label auf Verpackungen oder Oberflächen aufgeklebt werden. Weiter besteht die Möglichkeit, dass der Folienkörper in eine Verpackung mit hinein geschoben wird. Weiter besteht die Möglichkeit, dass in der Verpackung eine Ausnehmung entsprechend der Abmessung des Anzeigenelements, z. B. gestanzt wird und der Folienkörper von hinten passergenau zu der Ausnehmung an der Verpackung befestigt, beispielsweise mit der Verpackung verklebt wird. Hierbei wird das Anzeigenelement vorzugsweise farblich an die Verpackung oder Oberfläche angepasst. Weiter ist es auch möglich, dass der Folienkörper selbst eine Verpackungsfolie für Umverpackungen darstellt und das Anzeigenelement sowie weitere Komponenten (Energiequelle, Elektronik, Sensorelement) durch Druckprozesse während der Herstellung der Verpackungsfolie aufgebracht werden. Vorzugsweise wird hierbei der erfindungsgemäße Folienkörper in einem Rolle-zu-Rolle-Prozess im wesentlichen mittels Druckverfahren hergestellt.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen beispielhaft unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen erläutert.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Folienkörpers.
2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des Folienkörpers nach 1.
3 zeigt ein Warenkennzeichnungs-System mit einem Aktivator und einem erfindungsgemäßen Folienkörper.
Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Folienkörper 1, der eine Trägerschicht 10 und ein Dekorschichtsystem 11 aufweist. Neben der Trägerschicht 10 und dem Dekorschichtsystem 11 kann der Folienkörper 1 hierbei noch weitere Schichten, beispielsweise Kleberschichten, Schutzschichten oder Haftvermittlungsschichten, aufweisen.
Bei der Trägerschicht 10 handelt es sich vorzugsweise um eine Kunststofffolie, insbesondere aus Polyester, Polyethylen, Polycarbonat, Polypropylen, Polyetheretherketonketon, Polyetheretherketon, Polyamid, Polyphthalamid, syndiotaktisches Polystyrol, Polyvinylidendifluorid, Polytetrafluorethylen mit einer Schichtdicke von 12 bis 100 μm.
Das Dekorschichtsystem 11 besteht aus mehreren Schichten, die vorzugsweise in strukturierter Form mittels eines Druckverfahrens, beispielsweise Tiefdruck oder Tampondruck, in einem Rolle-zu-Rolle-Prozess aufgebracht sind.
2 zeigt hier beispielsweise mehrere elektrisch leitfähige Schichten 12, 14 und 16, eine Schicht 13 aus einem optisch aktiven Material und eine Schicht 15 aus elektrisch nicht leitfähigem Material. Diese elektrischen Funktionsschichten sind mittels einer Schutzschicht 17 verkapselt.
In einem ersten Bereich sind die elektrischen Funktionsschichten des Dekorschichtsystems 11 zu seinem Sensorelement 2 ausgebildet, welches der Erfassung eines Elektromagnetisches Wechselfelds dient. So ist im Bereich des Sensorelements 2 die elektrisch leitende Funktionsschicht 12 – wie in 1 angedeutet – in Form zweier plattenförmiger Metallflächen 21 und 22 ausgeformt, welche der kapazitiven Einkopplung des Elektromagnetisches Wechselfelds in den Folienkörper 1 dienen.
In einem weiteren Bereich des Folienkörpers 1 sind die elektrischen Funktionsschichten des Dekorschichtsystems 11 zur Ausbildung einer organischen elektronischen Schaltung angeordnet und ausgeformt. In dem Ausführungsbeispiel nach 1 ist so eine elektronische Schaltung 3 vorgesehen, die einerseits mit dem Sensorelement 2 und andererseits mit einem Anzeigenelement 4 über elektrisch leitende Verbindungsbahnen verbunden ist. Die elektronische Schaltung 3 weist einen aus ein oder mehreren organischen Dioden oder Feldeffekt-Transistoren aufgebauten Gleichrichter sowie einen nachgeschalteten Glättungskondensator auf und wandelt somit das über die Kondensatorplatten 21 und 22 kapazitiv eingekoppelte Elektromagnetisches Wechselfeld in ein Gleichspannungs-Signal um. Im Bereich der elektronischen Schaltung 3 sind so in dem Dekorschichtsystem 11 neben den Schichten 16, 15 und 12, welche den Glättungskondensator ausbilden, noch weitere hier nicht gezeigte Schichten vorgesehen, insbesondere elektrisch leitfähige Schichten und elektrisch halbleitende Schichten, welche Funktionsschichten der organischen Feldeffekt-Transistoren bzw. organischen Dioden darstellen, die den Gleichrichter ausbilden. Weiter ist es auch möglich, dass die elektronische Schaltung 3 noch weitere Komponenten enthält, beispielsweise ein Schaltelement, welches die Stromzufuhr zu dem Anzeigenelement steuert oder eine Logikschaltung, welche beispielsweise eine auf das eingekoppelte Elektromagnetisches Wechselfeld aufmodulierte Information decodiert und/oder Signale von weiteren Sensorelementen erfasst, diese Informationen logisch verknüpft und bei Zutreffen vordefinierter Bedingungen eine Aktivierung des Anzeigenelements mittels dem Schaltelement veranlasst. Auch diese Komponenten sind durch die Anordnung und Ausformung von elektrischen Funktionsschichten umfassende elektrisch leitende Funktionsschichten, elektrisch halbleitende Funktionsschichten und elektrisch nicht leitender Funktionsschichten aufgebaut, mittels denen vorzugsweise im wesentlichen mittels Druckverfahren eine elektronische Schaltung basierend auf organischen Feldeffekt-Transistoren, Kapazitäten und Widerständen aufgebaut ist.
Im Bereich des Anzeigenelements 4 sind in dem Dekorschichtsystem 11 die elektrisch leitfähigen Schichten 12 und 14 sowie die Funktionsschicht 13 angeordnet, die das Anzeigenelement ausbilden. Die Funktionsschicht 13 besteht aus einem Material, welches bei Anlegen eines elektrischen Feldes oder bei einem elektrischen Stromfluss seine optischen Eigenschaften ändert. Die Schicht 13 besteht so beispielsweise aus einer Polymermatrix mit Hohlräumen, die mit einem nematischen oder cholesterischen Flüssigkristallmaterial gefüllt sind, so dass sich bei Anlegen eines elektrischen Feldes eine Änderung des optischen Erscheinungsbildes der Schicht 13 ergibt. Weiter kann die Schicht 13 auch aus einem elektrochromen Material, einem elektrolumineszenten Material, einem elektrophoretischen Material oder aus einem organischen Leuchtstoff bestehen, wobei hier auch noch weitere Schichten zwischen den Schichten 12 und 13 vorgesehen sein können. Eine oder mehrere der Schichten 12, 13 oder 14 sind im Bereich des Anzeigenelements 4 in Form einer optisch erkennbaren Information ausgeformt, so dass bei Aktivierung des Anzeigenelements 4, d. h. bei Anlegen einer Spannung an die Anschlusskontakte des Anzeigenelements 4, sich das optische Erscheinungsbild des Anzeigenelements 4 in dem Bereich der optisch erkennbaren Information verändert und die optisch erkennbare Information 5 so optisch sichtbar wird.
Als elektrisch leitfähige Funktionsschichten werden vorzugsweise dünne Metallschichten im Dickebereich zwischen etwa 1 und 5 nm eingesetzt, beispielsweise bestehend aus Kupfer, Aluminium, Silber, Gold oder einer Metalllegierung. Weiter ist es auch möglich, dass die elektrisch leitfähigen Funktionsschichten – insbesondere im Bereich des Anzeigenelements 4 – aus einem transparenten leitfähigen Material wie ITO oder TIO_x oder aus einem organisch leitfähigen Material wie PEDOT/PSS, Pani oder Carbon Nano Tubes bestehen.
Die elektrisch halbleitenden Funktionsschichten des Dekorschichtsystems 11 bestehen vorzugsweise aus einem organischen Halbleiter, beispielsweise Polythiopen, Polyterthropen, Polyfluoren, Pentaceen, Tetraceen, Oligotropen, anorganischem Silizium eingebettet in einer Polymermatrix, Nano-Silizium oder Polyarylamin oder Carbon Nanotubes. Die Schichtdicke der organischen Halbleiterschicht beträgt vorzugsweise zwischen 5 nm und 1 μm. Die Halbleiterschicht wird aus einer Lösung, beispielsweise einer wässrigen Lösung, mittels eines Druckverfahrens, beispielsweise eines Tiefdruckverfahrens oder Tampon-Druckverfahrens, oder auch mittels Spin-Coating, Sprühen oder Gießen aufgebracht.
Weiter kann die elektrisch halbleitende Funktionsschicht auch aus einer Schicht bestehend aus im wesentlichen anorganischen Substanzen ausgebildet sein, welche aus einer Lösung aufgebracht sind. So kann die Schicht aus einer, aus einer in Lösung aufgebrachten, Schicht eines anorganischen Halbleiters bestehen, beispielsweise aus Nano-Partikeln eines anorganischen Halbleiters, beispielsweise Silizium, die aus einer Lösung mittels eines der oben angeführten Verfahren aufgebracht sind, mit einer Schichtdicke zwischen 5 nm und 1 μm.
Bei der elektrisch nicht leitenden Funktionsschicht des Dekorschichtsystems 11 handelt es sich vorzugsweise um eine Schicht aus einem Polymermaterial, beispielsweise aus Polymethylmethacrylat (PMMA), PVP, PHS, PS, Polystyrolcopolymeren, Harnstoffharzen oder PMMA-Copolymeren mit einer Schichtdicke von 5 nm bis 16 μm. Auch diese Schicht ist vorzugsweise aus einer Lösung mittels eines der oben bezeichneten Verfahren, insbesondere mittels Offset, Tintenstrahldruck, Tiefdruck oder Siebdruck oder Flexodruck, aufgebracht.
Weiter ist es auch möglich, das Dekorschichtsystem 11 nicht in einem einzigen, kontinuierlichen Fertigungsprozess zu fertigen, sondern dass einzelne Komponenten des Dekorschichtsystems 11, beispielsweise die elektronische Schaltung 3 und/oder das Anzeigenelement 4, separat in einem Rolle-zu-Rolle-Prozess gefertigt und sodann beispielsweise auf die elektrisch leitfähige Funktionsschicht 12 appliziert und mit den entsprechenden anderen Komponenten mittels eines elektrisch leitfähigen Klebers elektrisch verbunden werden.
Der in 1 gezeigte Folienkörper 1 wird nach der Fertigung vereinzelt und beispielsweise als Label auf eine Spielkarte appliziert. Der Folienkörper 1 bildet hierbei Teil eines Systems, welches eine Vielzahl weiterer Spielkarten umfasst, die ebenfalls mit einem gemäss 1 ausgestalteten Folienkörper versehen sind, deren Anzeigenelemente jedoch eine von der optischen Information unterschiedliche optische Information bereit stellen, und weiter einen auf den Sensor 2 abgestimmten Aktivator aufweisen. Der Aktivator weist hierbei ebenfalls zwei plattenförmige Metallflächen auf, die auf die Metallflächen 21 und 22 abgestimmt sind. Bei entsprechender Überdeckung der einander zugeordneten Platten des Aktivators und der jeweiligen Spielkarte erfolgt eine Einkopplung des Elektromagnetisches Wechselfelds, welches von der Elektronik 3 gleichgerichtet und in eine Gleichspannung umgewandelt wird, welche das Anzeigenelement 4 aktiviert und die Information sichtbar macht.
3 zeigt ein Warenkennzeichnungs-System mit einem Aktivator 7 und einem Folienkörper 6. Der Folienkörper 6 ist wie der Folienkörper 1 nach 1 und 2 aufgebaut, mit dem Unterschied, dass mittels der Anordnung und Ausformung der elektrisch leitfähigen, elektrisch halbleitenden und elektrisch isolierenden Schichten des Dekorschichtsystems 11 in dem Folienkörper 6 hiervon unterschiedliche Funktionen in dem Dekorschichtsystem implementiert sind. Der Folienkörper 6 weist so ein Sensorelement 61, ein Sensorelement 64, eine elektronische Schaltung 62, eine Energiequelle 63 und ein Anzeigenelement 65 auf, welche wie oben beschrieben durch die Anordnung und Ausformung der Schichten des Dekorschichtsystems ausgebildet sind.
Das Sensorelement 61 wird von einer Antennenspule gebildet, die auf die Erfassung eines von einem Aktivator 7 abgestrahlten Elektromagnetisches Wechselfelds 8 abgestimmt ist. Bei der Energiequelle 63 handelt es sich um eine mittels Druckens hergestellte elektrochemische Flachbatterie.
Bei dem Sensorelement 64 handelt es sich um einen Temperatursensor, welcher beispielsweise von einer Anordnung bestehend aus zwei Elektroden und einem zwischen diesen Elektroden angeordneten Halbleiter mit entsprechend temperaturabhängiger Leitfähigkeit gebildet ist. Das Anzeigenelement 65 ist beispielsweise wie das Anzeigenelement 4 nach 1 ausgebildet. Die elektronische Schaltung 62 erfasst zum einen das über das Sensorelement 61 eingekoppelte Elektromagnetisches Wechselfeld 8 und das von dem Temperatursensor 64 bereit gestellte Signal.
Wird nun von der elektronischen Schaltung 62 ein entsprechendes Aktivierungssignal 8 erfasst, so startet sie die Überwachung der Temperatur mittels des Signals von dem Sensorelement 64 darauf hin, ob ein vorgegebener Grenzwert überschritten wird. Bei Überschreiten des Temperatur-Grenzwertes aktiviert die elektronische Schaltung 62 das Anzeigenelement 65, so dass eine optische Information, beispielsweise ein Warnhinweis, sichtbar ist. Der Folienkörper 6 wird beispielsweise als Label für die Überwachung von Lebensmitteln eingesetzt und hierzu beispielsweise auf die zu überwachenden Lebensmittel oder deren Verpackung appliziert, oder bildet Teil einer solchen Verpackung. Neben dem Sensorelement 64 kann der Folienkörper 6 hierbei noch weitere Sensorelemente aufweisen, die beispielsweise die Lichteinstrahlung oder den Sauerstoffgehalt erfassen und deren Signale von der elektronischen Schaltung 62 auf die Einhaltung von vordefinierten Grenzwerten hin überprüft werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 20314902 U1 [0002]

Claims

Mehrschichtiger flexibler Folienkörper (1, 6), insbesondere Labelfolie oder Verpackungsfolie, mit einer Trägerschicht (10) und einem Dekorschichtsystem (11), welches eine optisch erkennbare Information (5) bereit stellt, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schichten (12, 13, 14) des Dekorschichtsystems ein elektrisch gesteuertes Anzeigenelement (5, 65) ausbilden, durch dessen Aktivierung die optisch erkennbare Information (5) sichtbar wird.
Mehrschichtiger flexibler Folienkörper (1, 6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dekorschichtsystem (11) eine oder mehrere Schichten umfasst, die ein Sensorelement (2, 61) zur Erfassung eines externen Aktivierungs-Signals (8) ausbilden, und dass das Sensorelement (2, 61) direkt oder über eine elektronische Schaltung (3, 62) mit dem Anzeigenelement (4, 65) verbunden ist.
Mehrschichtiger flexibler Folienkörper (1, 6) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Wirkung des Dekorschichtsystems durch ein Elektromagnetisches Wechselfeld als externes Aktivierungs-Signal aktivierbar ist und dass das Dekorschichtsystem eine oder mehrere Antennenstrukturen zur Erfassung des Elektromagnetischen Wechselfelds ausformende elektrisch leitfähige Schichten umfasst, die als Sensorelement zur Erfassung des Elektromagnetischen Wechselfelds dienen.
Mehrschichtiger flexibler Folienkörper (1) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Wirkung des Dekorschichtsystems (11) durch ein Elektromagnetisches Wechselfeld als externes Aktivierungs-Signal aktivierbar ist und dass das Dekorschichtsystem (11) eine oder mehrere, zumindest bereichsweise plattenförmige ausgeformte elektrisch leitfähige Schichten (12) zur kapazitiven Einkopplung des Elektromagnetisches Wechselfelds umfasst, die als Sensorelement (2) zur Erfassung des Elektromagnetisches Wechselfelds dienen.
Mehrschichtiger flexibler Folienkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dekorschichtsystem (11) eine oder mehrere Schichten umfasst, die ein Sensorelement zur Erfassung eines externen Deaktivierungs-Signals ausbilden, und dass das Sensorelement direkt oder über eine elektronische Schaltung mit dem Anzeigenelement derart verbunden ist, dass das Anzeigenelement bei Empfang des Deaktivierungs-Signals deaktiviert wird.
Mehrschichtiger flexibler Folienkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigenelement oder die elektronische Schaltung so ausgestaltet sind, dass das Anzeigenelement nach einmaligem Aktivieren aktiviert bleibt.
Mehrschichtiger flexibler Folienkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dekorschichtsystem zwei oder mehr unterschiedliche optisch erkennbare Informationen bereit stellt und dass mehrere Schichten des Dekorschichtsystems zwei oder mehrere elektrisch gesteuerte Anzeigenelemente ausbilden, durch deren Aktivierung jeweils eine der unterschiedlichen optisch erkennbaren Informationen sichtbar wird.
Mehrschichtiger flexibler Folienkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche zumindestens einer der Elektroden des elektrisch gesteuerten Anzeigenelements bereichsweise mit einer Thermotransfer-Wachsschicht versehen ist, welche die Elektrodenschicht in Form der optisch erkennbaren Information strukturiert.
Mehrschichtiger flexibler Folienkörper (1, 6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dekorschichtsystem (11) zwei Elektrodenschichten (12, 14) und eine oder mehrere zwischen den Elektrodenschichten angeordneten Schichten (13) enthaltend ein nematisches oder cholesterisches Flüssigkristallmaterial, ein elektrochromes Material, ein elektrolumineszentes Material, ein elektrophoretisches System, einen organischen Leuchtstoff, einen anorganischen Leuchtstoff, die das elektrisch gesteuerte Anzeigenelement (5, 65) ausbilden.
Mehrschichtiger flexibler Folienkörper (1, 6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dekorschichtsystem (11) zwei oder mehr Schichten aufweist, die eine elektronische Schaltung (3) ausbilden, umfassend eine oder mehrere aus einer Lösung aufgebrachte halbleitende Schichten, und dass die elektronische Schaltung (3, 62) mit dem Anzeigeelement (4, 65) verbunden ist und so ausgestaltet ist, dass sie die Aktivierung des Anzeigenelements steuert.
Mehrschichtiger flexibler Folienkörper (1, 6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dekorschichtsystem (11) ein oder mehrere Schichten aufweist, die eine elektrische Energiequelle (2, 63) ausbilden und dass die elektrische Energiequelle (2, 63) direkt oder über ein Schaltelement mit dem Anzeigenelement (4, 65) verbunden ist.
Mehrschichtiger flexibler Folienkörper nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Dekorschichtsystem (11) zwei oder mehr Schichten aufweist, welche eine elektrochemische Flachbatterie als elektrische Energiequelle (63) ausbilden.
Mehrschichtiger flexibler Folienkörper nach Anspruch 12 oder 13 dadurch gekennzeichnet, dass das Dekorschichtsystem ein oder mehrere elektrisch leitfähige Schichten aufweist, welche zumindest bereichsweise als Antenne zur elektromagnetischen Einkopplung von elektromagnetischer Energie aus einem elektromagnetischen Wechselfeld ausgeformt sind, wobei die Antenne mit einer Kapazität und einem Gleichrichter als Energiequelle zur Generierung eines Gleichstroms verschaltet ist.
Mehrschichtiger flexibler Folienkörper (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Dekorschichtsystem (11) ein oder mehrere elektrisch leitfähige Schichten (12) aufweist, welche zumindest bereichsweise als plattenförmige Metallflächen (21, 22) zur kapazitiven Einkopplung von Energie aus einem Elektromagnetisches Wechselfeld ausgeformt sind, wobei die plattenförmigen Metallflächen (21, 22) mit einem Gleichrichter und einer Kapazität als Energiequelle zur Generierung eines Gleichstroms verschaltet sind.
Mehrschichtiger flexibler Folienkörper nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Dekorschichtsystem als Energiequelle ein oder mehrere, eine Solarzelle ausbildende Schichten aufweist.
Mehrschichtiger flexibler Folienkörper nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Dekorschichtsystem als Energiequelle eine oder mehrere Schichten bestehend aus einem Piezomaterial aufweist.
Mehrschichtiger flexibler Folienkörper nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Dekorschichtsystem als Energiequelle eine oder mehrere Elektroden zur Aufnahme von durch Reibung und elektrostatische Aufladung generiertem Ladungsträger aufweist.
Mehrschichtiger flexibler Folienkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Folienkörper eine Verpackungsfolie zur Umverpackung von Waren ist.
Mehrschichtiger flexibler Folienkörper (1, 6) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Folienkörper (1, 6) eine Labelfolie ist.
Verwendung des Folienkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 14 als Etikett für die Kennzeichnung von Waren.
Verwendung des Folienkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 18 als Label für eine Spielkarte.
Verwendung des Folienkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 18 als Los für ein Gewinnspiel.
Verwendung des Folienkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 18 als Bedienungsanleitung oder Informationsträger.
Verwendung des Folienkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 18 als Label für die Überwachung elektronischer Komponenten.
Verwendung des Folienkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 18 als Label für die Überwachung von Lebensmitteln, pharmazeutischen Mitteln sowie sonstigen Konsumgütern.
Verwendung des Folienkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 18 als aktivierbares Poster.
System umfassend eine Vielzahl von Umverpackungen für Waren, die mit einem ein dynamisches optisches Label bildenden Folienkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 17 versehen sind und einem Aktivator, der einen Sender zur Aussendung eines Aktivierungs-Signals aufweist, wobei zwei oder mehr unterschiedliche Gruppen von Umverpackungen vorgesehen sind und die Umverpackungen derselben Gruppe jeweils dieselbe aktivierbare Information aufweisen, die sich von der aktivierbaren Information der anderen Gruppen unterscheidet.