Smarte Hülle für das „kälteste Bier der Welt“

25.05.2016 - Deutschland

Intelligente Verpackung liegt im Trend – und sie bietet den Kunden weit mehr als visuelle Effekte: Im Vordergrund steht heute der informative Mehrwert. Ein Forschungsteam der Fraunhofer EMFT hat für die weltweit zweitgrößte Brauerei SABMiller eine interaktive Temperaturanzeige entwickelt, die in eine Transport-Kühlbox integriert ist und anzeigt, ob die optimale Trinktemperatur erreicht ist.

Ein kühles Bier gehört für viele zum Sommer dazu – und für manche kann es gar nicht kalt genug sein: 4 C° Trinktemperatur empfiehlt die Brauerei SABMiller Käufern ihres in Südafrika vertriebenen Castle Lite-Bieres. Derzeit dürfen sich Kunden in einigen Getränkemärkten über eine besondere Promotion-Aktion der Brauerei freuen: Eine Transport-Kühlbox, die den Gerstensaft unterwegs zuverlässig kühl hält und als zusätzliches Feature über ein integriertes Display mit einer Temperaturanzeige verfügt. Forscher und Forscherinnen der Fraunhofer-Einrichtung für Mikrosysteme und Festkörper-Technologien EMFT haben die Temperaturanzeige gemeinsam mit SABMiller entwickelt. Die Münchner verfügen über langjährige Erfahrung in den Bereichen Folientechnologie und flexible Elektronik – ein Know-how, das gerade sehr gefragt ist: Denn „Smart Packaging“, also Verpackung mit elektronischen Elementen, liegt im Trend. Dazu werden jedoch sehr flache und flexible Bauteile benötigt, die sich unauffällig in Materialien integrieren auch auf gewölbte Oberflächen aufbringen lassen. Im Fall der Temperaturanzeige auf der Kühlbox haben die Fraunhofer EMFT-Forscher den SMD-Schalkreis sowie die Knopfzellenbatterie zur Energieversorgung in einer Vertiefung der Styroporisolierung der Box untergebracht und mit einem Sensorstreifen, der die Temperatur im Inneren der Box misst, kombiniert. Das Display und der Druckknopf zum Aktivieren der Anzeige befinden sich sichtbar auf der Außenseite der Box. Die Sensoren und Bedienelemente des Systems sind ultraflach und wurden komplett im Druckverfahren hergestellt.

Silizium- und Folientechnologie: Ein unschlagbares Team

Zunehmend sind beim Smart Packaging Lösungen gefragt, die über eine reine Eye-Catcher-Funktion hinausgehen: Die Verpackung soll dem Verbraucher vielmehr einen informativen Mehrwert bieten, also etwa Auskunft über Eigenschaften des Produkts im Inneren geben. Um auch komplexere Funktionen solcher Verpackungselektronik zu ermöglichen, konzentrieren sich die Fraunhofer EMFT-Forscher in ihren Arbeiten darauf, multifunktionale Systeme komplett in flexiblen Substraten zu integrieren. Drucktechnologien treffen dabei auf klassische Technologien, die bei Bedarf weiterentwickelt werden: Das an der Fraunhofer EMFT entwickelte, patentierte Dünnungsverfahren „Dicing-by-thinning“ etwa ermöglicht die Herstellung flexibler Siliziumchips mit einer Dicke von nur 10 μm – und schafft so die Verbindung von Silizium- und Folientechnologie. Die Forscher kombinieren so die Vorteile beider Technologiewelten: Während Silizium hinsichtlich Bauteilgröße und Leistung unschlagbar ist, ermöglicht Folienelektronik durch ihre Flexibilität mehr Spielraum beim Design.

Kostengünstige Produktion „von der Rolle“

Im Rahmen der SABMiller-Promotion haben die Münchner Experten eine limitierte Auflage ihres Temperaturlabels hergestellt. Um auch große Stückzahlen solcher Verpackungselektronik kostengünstig zu produzieren, gilt die an der Fraunhofer EMFT etablierte Rolle-zu-Rolle-Technologie als viel versprechender Ansatz: Ähnlich wie bei einer Zeitungsdruckmaschine ist dabei ein Substrat (meist eine PET- oder Polyamid-Folie) auf einer Rolle aufgewickelt. Auf der gegenüberliegenden Seite befindet sich eine leere Rolle. Dazwischen laufen die einzelnen Prozessschritte nacheinander ab, wobei die Folie jeweils auf die leere Rolle auf der anderen Seite der Maschine gespult wird. Die Technologie könnte sich als Schlüsselfaktor erweisen, um das „Smart Packaging“ künftig großflächig am Markt zu etablieren.

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