CN110248877B - 用于饮料的智能化包装 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于饮料的智能化的金属、玻璃、纸基、木基、或塑料包装(1，2，3，4)，其包括至少一个感官可感知的输出设备，所述感官可感知的输出设备是集成在包装中的使得使用者或消费者能够感觉出包装或饮料的任何感官可感知的状态变化的任何类型的设备，其中，该包装的结构部件形成该至少一个感官可感知的输出设备的部件，所述结构部件是有助于使包装能够容纳饮料或进行运输的部件或材料层。此外，本发明涉及一种用于制造相对应的包装的方法。

Description

用于饮料的智能化包装

发明领域

本发明涉及智能化包装，尤其涉及用于饮料的集成智能化包装，特别适用于碳酸饮料的集成智能化包装，尤其是啤酒的集成智能化包装。

发明背景

一般地，智能化包装包含指示或传达产品状态或变化、环境状态或变化、或其它信息的特征。它是传统包装的静态和被动传达功能的动态的且更是主动的延伸，并基于其对产品环境的外部或内部变化进行感知、检测、或记录的能力向消费者传达信息。

智能化包装系统的现有技术的状态为消费者提供产品的健康和安全性，并且还监测包装的饮料的状况，以给出关于保质期以及关于运输和储存期间饮料质量的信息。在该技术中，使用指示器和传感器来代替耗时的、昂贵的质量测量，以用于提高保质期和提供饮料安全性。在智能化包装系统中，指示器通过包装的周围状况和顶部空间气体给出关于产品质量的信息，也可以将指示器附接到包装表面或集成到包装上，这些包装经过改进以用于确定储存期间形成的代谢物残留。可以控制所包装产品的温度、微生物腐败、包装完整性、物理冲击、新鲜度。

其一个示例是涉及酒囊(wine capsule)的US2015307245，该酒囊被构造成附接到饮料容器并为使用者提供与饮料的温度历史相关的信息。数据记录器包括至少一个能量储存部件(例如，一个或更多个电容器)、能量收集器、温度传感器、至少一个处理器、至少一个第一存储器、和至少一个无线通信器。能量收集器收集环境电磁能。无线通信器被构造成将储存的信息发送到个人计算机、智能手机、或平板电脑、或者被构造成与无线通信器通信并从无线通信器接收信息的专用阅读器设备。

US2015307245的系统的一个明显缺点是，这种酒囊不适合与除瓶之外的其它类型的饮料包装组合。此外，一旦酒囊从瓶移除，则瓶本身变成了普通的“愚蠢”瓶(“stupid”bottle)。

然而，更重要的普遍缺点是，尽管上述系统涵盖了饮料容纳和质量控制的基本需求，但它未解决作为更先进的在消费者互动和创造性方面消费者对包装的明确需求。

由于廉价的电子产品和印刷技术的出现，最近有可能创造出允许跟踪购买、库存控制、自动再订购、以及对篡改、包装破损等进行评估等等的智能化包装。此外，智能化包装包含光、声产生、不同类型的传感器和对应的传感输入、智能电子设备、以及人、智能设备、自动售货机之间的交互、与无线通信的耦合，为消费者带来增强的且个性化的体验。购买的个性化的广告、诱导、奖品、和像游戏般的环境的点也可以在不同的心理层面融为一体来积极地增强品牌忠诚度并促进购买。

在上述上下文中，WO2015147995中描述的智能化包装包含电子器件，该电子器件能够使使用者/购买者与包装交互并使得动作发生在包装本身上或像智能电话或计算机或自动售货机的智能设备上，或者与数据库可以驻留的网站通信或引起与之的通信。例如，汽水瓶或罐或薯片袋可以具有与智能手机进行触碰进行代码读取的能力，并且智能手机可以根据其附近的产品类型采取一个或更多个动作。

智能化包装包括至少一个电池和/或能量储存元件和/或能量接收元件；被构造成储存信息的元件；被构造成感测被触碰的元件；被构造成显示信息的元件和/或被构造成产生光的元件；被构造成接收和/或发送信息的元件；和将包装中的一个或更多个元件电连接至彼此的电路。

WO2015147995中描述的智能化包装中忽略的一个方面是在当今的现有现实(包括当今的工业包装处理及其应用)中集成智能化包装技术，即，将智能技术集成到达到例如饮料罐的工业处理水平的方面，以及忽略了产品规格和所涉及的原材料。智能化包装一直是在工业加工中未考虑其制造的有效实施的情况下进行描述的。

此外，WO2015147995未解决与所述包装的内容物(即碳酸饮料，特别是啤酒)尤其相关的和要求的功能。例如，潜在的目标是提供一种智能化包装，其能够传达碳酸饮料(如啤酒)的时间和温度历史，以确保最佳的酿熟过程、适当的实效，并避免误用或错误处理。潜在目标的另一个示例是提供一种智能化包装，其或可视化地、或通过照亮、或通过声音、或触觉体验来传达包装内饮料的状态，即，在碳酸饮料(如啤酒)的情况下，传达达到理想饮用温度与饮料类型。

此外，智能化包装是一个引人注目的命题，随着数字技术融入消费者生活的不间断的和快速的节奏，以及物联网(IoT)的迅速发展，这一命题变得越来越重要。在下面的描述中，将提供由根据本发明的智能化包装实现的这种意义上的广泛应用列表。

根据本发明的智能化包装的另一个非常重要的目标是降低生产成本，甚至降低到其中将智能化特征和通信装置应用于廉价产品并且特别是对于一次性产品也将是具有成本效益的程度。

发明概述

本发明涉及一种用于饮料的智能化的金属、玻璃、纸基，木基、或塑料包装，其包括至少一个感官可感知的输出设备，所述感官可感知的输出设备是集成在包装中的使得使用者或消费者能够感觉出包装或饮料的任何感官可感知的状态变化的任何类型的设备，

其特征在于，该包装的结构部件形成该至少一个感官可感知的输出设备的部件，所述结构部件是有助于使包装能够容纳饮料或进行运输的部件或材料层。

此外，本发明涉及一种制造用于饮料的智能化包装的方法，该方法包括以下步骤：制造用于饮料的包装，并在包装上或包装中构成至少一个感官可感知的输出设备，所述感官可感知的输出设备是集成在包装中的使得使用者或消费者能够感觉出包装或饮料的任何感官可感知的状态变化任何类型的设备，其中，所述包装的结构部件被用于构成该至少一个感官可感知的输出设备的部件，所述结构部件是有助于使包装能够容纳饮料或进行运输的部件或材料层。

附图说明

图1图示了根据本发明的包括可视化输出设备的智能化的金属饮料罐的实施方案。示例1中概述了细节。

图2图示了根据本发明的包括可视化输出设备的智能化的玻璃或塑料瓶的实施方案。示例2中概述了细节。

图3示出了根据本发明的包括触觉输出设备的智能化的金属饮料罐的实施方案。示例3中概述了细节。

图4示出了根据本发明的包括可视化输出设备的纤维板多块包装的实施方案。示例4中概述了细节。

本发明详细描述

随着世界日益进入物联网，根据本发明的智能化包装在用于饮料的包装中提供了广泛的智能化功能，集成到达到工业加工水平，这可用于消费者参与和品牌增强。除其它外，它还可以用于证实产品真实性和来源、篡改证据，以及甚至进一步用于来源和交付跟踪以及供应链优化。

此外，根据本发明的智能化包装可以将生产智能化的和有联系的产品的智能化包装的成本降低到其中将智能化特征和通信装置放置在廉价产品上也将具有成本效益的程度。

因此，在第一实施方案中，本发明提供了一种用于饮料的智能化的金属、玻璃、纸基、木基、或塑料包装，其包括至少一个感官可感知的输出设备，

其特征在于，包装的结构部件形成至少一个感官可感知输出设备的部件。

智能化包装可以是辅助包装的主要包装。

用于饮料的智能化的主要包装的结构部件应理解为用作饮料容器的包装所必需的材料部件，即，用于使包装能够容纳饮料或进行运输，更具体地说，用于用作碳酸饮料容器，特别是用作啤酒容器。

用于饮料的智能化的辅助包装的结构部件应理解为用于保持饮料的主要包装的包装所必需的材料部件。

用于饮料的智能化的辅助包装的结构部件应理解为有助于使包装能够容纳饮料或进行运输的部件或材料层。不提供任何有助于使包装能够容纳饮料或有助于进行运输的部件或材料层，例如仅用作装饰层或装饰层系统，例如油墨或清漆，不应被理解为结构部件。

与具有印刷的显示的包装(其中包装仅是用于在其上印刷的基底和其中就构成显示方面而言的包装的外表面仅是需要适合于在其上进行印刷所必要的)相反，在本发明中，包装的结构部件是实际感官可感知的输出设备的必要部件，并且它必须具有感官可感知的输出设备正常功能所必需的必要材料特征。不有助于输出设备的正常功能的部件或材料层，并且例如仅仅用作将输出设备固定在其上或将输出设备印刷在其上的基底，不应被理解为输出设备的必要部件。另一个示例是US2012/0160725，其中在检测到饮料中的污染时改变颜色的测试材料是饮料容器的基部和/或边缘和/或侧壁的内表面，并且其中基部和/或边缘和/或侧壁仅用作测试材料的基底。

换句话说，结构部件是对感官可感知的输出设备的正常功能必要的部件，并且在输出设备完全在包装上构成之前就已经固有地存在于包装中。因此，不可能至少部分地将构成感官可感知的输出设备的过程集成在缺少特定部件(特定材料层)的包装的制造中，因为这是感官可感知的输出设备的功能所必需的。智能化包装和感官可感知的输出设备均具有共同的结构部件，即包括在包装的结构中，或者包括在包装的一部分的结构中的至少一个必要的材料层，并且不仅用作装饰层，还用作感官可感知的输出设备的必要部件。

因此，感官可感知的输出设备的制造可以至少部分地集成在智能化包装的制造中，导致材料成本降低、生产时间缩短，并且总体上降低了生产成本，甚至降低到了其中将智能化的特征和通信装置放置在廉价产品上并且特别是放置在一次性产品上将具有成本效益的程度。

总体上来说，本发明使得将智能技术能够集成到饮料容器的工业大规模生产的水平以及集成到饮料容器的工业大规模生产中。

在本发明的上下文中，感官可感知的输出设备可以基本上由必须至少部分地被激活以产生感官可感知的输出的活性层构成。根据活性层的类型，其可以通过数种类型的激活触发器(例如活性层上的电压差)或者通过活性层的部分上的电压差、通过电磁场、或通过磁场来激活和进行控制。此外，(局部施加的)温度变化，(局部施加的)压力变化或(局部施加的)应变变化也可以触发激活。

为了在活性层上产生电压差，它可以被至少一个相邻的导电层(例如，电极)覆盖，或者它可以被定位在相邻的导电层之间，即在导电底层(也称为底部电极)和导电顶层(也称为顶部电极)之间。

在被磁场激活的情况下，活性层可以被一个或更多个相邻的导电层激活(在某些情况下通过绝缘体与活性层隔开)。在导电顶层的顶部上，可以施加封装层来保护下面的层。此外，可以存在附加部件(即，层)，例如偏振器、反射镜、偏振光发射器等(例如在液晶显示器的情况下)。

可以使用起加热元件作用的电阻导电迹线(resistive conducting tracks)来施加温度变化。

除了通过智能化包装内部的装置产生的电场、磁场、电磁场、温度变化、压力变化、或应变变化之外，每种类型的激活触发也可以通过部分地或完全地在智能化包装的外部的装置(例如在销售点提供的产生装置，例如商店货架或收银机中的电磁场发生器)来产生。

活性层也可以由另一包装从外部激活。后者可以是任何类型的(智能化的)主要包装或辅助包装，其具有适当的装置来激活在另一主要包装或辅助包装中或在其上构成的感官可感知的输出设备的活性层。例如，由辅助包装产生的电磁场可以激活对应的主要包装上的输出设备，反之亦然。

在本发明的上下文中，感官可感知的输出设备可以是集成在包装中的使得使用者或消费者能够感觉出包装或饮料的任何感官可感知的状态变化的任何类型的设备。这种输出设备可以是可视化输出设备、音频输出设备、触觉输出设备、或通过触摸、味觉、或嗅觉感知的任何其它输出设备。

更具体地说，可视化输出设备可以是集成在包装中的能够在电、电磁、或磁控制下或者由压力、应变、或温度变化触发的使容器的区域发光或者改变其对特定波长光的吸收或透射(例如颜色变化)的任何设备。发射、吸收、或透射光可以包括显示任何种类的颜色信号，或者呈现图形、文本、徽标、视频(包括品牌、标签、交互式标签等)，或将图形、文本、徽标等投影到存在于环境中的物体上。

可视化输出设备可以是例如任何类型的显示器，例如液晶显示器(LCD)、电子纸显示器(EPD)、刚性或柔性有机发光二极管(OLED)显示器、电致变色显示器、电致发光显示器、电泳显示器、OLED光源、LED光源、或其任意组合，或者具有合适尺寸的任何类型的投影仪或光束器。

触觉输出设备可以是集成在包装中的任何设备，使得包装的至少一部分能够在电控制下以保持或触摸容器的使用者感觉到的方式，或者以力、振动或运动可以传递到其它物体(例如传递到包装中或货架上的其它瓶)的方式施加力、振动、或运动。这种设备可以使用例如压电材料。

音频输出设备可以集成在包装中的使得包装的区域能够振动以将音频信号传输到空气中或者将音频信号转换到包装周围的其它物体并允许将音频信号传输到空气中的任何设备。振动的频率范围可以包括人类听觉的频率范围、以及超声波和亚声波频率。音频输出设备的示例可以是静电扬声器或薄膜柔性扬声器。

其它感官可感知的输出设备可以是集成在包装中的使得使用者或消费者能够感知包装表面状态的任何变化(例如粗糙度、静电的变化)、感知激活时所释放的气味、感知激活时所释放的味道等的任何类型的设备。

在根据本发明的实施方案中，为了在活性层上产生电压差、电磁场、或磁场，或者温度、压力、或应变变化，智能化封装可以包括电源，该电源经由智能化封装上或智能化封装中的能量收集元件提供从存在于智能化包装上或智能化包装中的源或者从智能化封装外部的源获得的电力。电源的类型可以是例如电池、(超级)电容器。能量收集元件的类型可以是天线、动力发电机或热电发电机、光伏(例如，有机光伏(OPV)，等。

在一些实施方案中，活性层可以通过在智能化包装外部产生的激活触发来激活，在这种情况下，该包装不需要具有用于向至少一个感官可感知的输出设备供电的电源。

在根据本发明的实施方案中，智能化封装可以另外包括任何类型的支持电子系统，其可以包括数字逻辑、处理单元、存储器、包括可编程门阵列的门阵列、无源部件，例如电阻器、电容器、电感器、模拟仪器、功率控制电路、显示驱动器电路、或其任意组合。这些支持电子系统可以由附接在智能化封装基底上的通过基底上的导电迹线连接的分立元件和/或印刷在基底上的元件构成。

更具体地说，根据本发明的智能化包装可以包括感官可感知的输出设备，其中，包装的结构部件、或多个结构化合物形成至少一个感官可感知的输出设备的一个部件或更多个部件，并且此外还包括以下功能区域中的可变数量的部件的组合：

·传感器：在根据本发明的智能化包装中，可以使用适合集成在智能化包装中的任何类型的传感器，它们是分立的传感器部件或可印刷的传感器，并且能够测量或指示除其它外的光、颜色、力或应变、接近度、液位、流量、气体存在、湿度、粘度、温度、压力、化学污染、位置和地理位置、加速度、移动、触摸、撞击、生物认证等。它们还可以捕捉来自人体或人体周围的信息(例如心率、呼吸频率、身体活动、睡眠模式等)。智能化包装内或智能化包装上也可以存在相机。

·处理单元：在根据本发明的智能化包装中，可以使用适合集成在智能化包装中的任何类型的处理单元。受不断增长的IoT市场的推动，主流芯片开发商正在推出具有集成存储器的超小型超低功耗芯片。存在各种新兴技术，其允许处理器印刷在薄膜材料(如柔性聚酰胺、聚酯箔等)上。其它系统，如通信和存储器，也可以被印刷以创建特定的解决方案，称为片上系统(SoC)。

·通信单元：在根据本发明的智能化包装中，可以实现适合于经由连接协议标准或经由定制协议来通信的任何类型的通信单元。已经针对不同的数据吞吐量和传输范围设计了许多不同的连接标准。对于本发明的每个实施方案，可以确定最合适的标准。当今存在着许多通信方式标准，智能手机主导市场的领先者是蓝牙和NFC，用于本地化通信。然而，随着越来越多的设备连接到IoT，诸如SigFox专用网络通过将主要包装和辅助包装连接到世界上任何地方的其它连接设备和对象，在未来可能发挥重要作用。蓝牙、Zigbee、Z波、6LowPan、线程、Wifi、蜂窝网络、NFC、Sigfox、Neul、LoRaWAN、Li-Fi。

·电源：可以使用适合为输出设备供电并集成在智能化包装中的任何类型的电源，例如分立电池、柔性电池、印刷电池、微电池、(超级)电容器、能量收集元件，例如天线、压电、动力发电机或热电发电机、光伏(例如，有机光伏(OPV))、电磁场能量收集等。

根据本发明的实施方案可以涉及用于饮料的主要包装，例如由玻璃或金属(例如铝)或塑料制成的瓶、或金属罐、或金属小桶、或木质瓶或桶。这种主要包装可以尤其适用于碳酸饮料，并且优选地适用于啤酒。

根据本发明的其它实施方案可以涉及辅助包装，例如纸箱、多块包装、托盘、HiCone、塑料环载体、塑料轭、纸板篮、纸板外包装和纸箱、瓦楞纸箱、HDPE塑料手柄、六包环、和收缩包装。

除此之外，包装的形成至少一个感官可感知的输出设备的部件的结构部件可以是：玻璃饮料容器的玻璃、热端涂层(例如，氧化锡、或其它氧化物，或例如通过化学气相沉积被施加的其它等效材料，例如被施加以增加冷端涂层的粘附性)、冷端涂层(例如，聚乙烯方式(polyethylene way)，或例如通过喷涂施加的其它等效材料，以便例如使表面在瓶沿直线通过时更加光滑)，塑料饮料容器的塑料、塑料帽或盖子的塑料、金属饮料罐的金属(包括其主体、盖子、拉环或铆钉)、小桶的金属(包括其阀和杆)、金属帽或皇冠盖的金属、金属饮料容器的内部聚合物涂层、喷涂环氧树脂(例如，施加到金属罐或瓶的原金属上)、金属氧化物层(例如，通过金属饮料罐或瓶基底的阳极氧化实现)、金属层(例如，通过电镀沉积到饮料罐或瓶的金属基底上)、聚合物层(例如，模制到皇冠盖或螺旋瓶盖的内部以形成密封和防腐)、辅助包装的纤维板或波纹板、或辅助包装的塑料部件(例如将瓶固定在一起的环，或把手)、木质桶的木材等。

在一个实施方案中，本发明提供了一种用于饮料的智能化的金属、玻璃、纸基、木基、或塑料包装，其包括至少一个感官可感知的输出设备，其中智能化包装的金属结构部件可以形成至少一个感官可感知的输出设备的导电层，特别是底部电极或顶部电极。

形成导电层的金属结构部件可以是饮料瓶、罐或小桶的金属层，或者饮料瓶、罐或小桶的铝，特别是饮料罐的盖子、拉环(tab)、主体的铝，或者它们的组合。

形成导电层的金属结构部件也可以是饮料小桶的金属层，通常是不锈钢、或任何其它类型的金属容器。

形成导电层的金属结构部件也可以是纸基、木基或塑料基智能化包装的部件。塑料瓶可以包括例如主体或颈部中的金属环结构，或者瓦楞纸板托盘可以包括刚性增强金属层，或者纸箱包装可以具有集成金属(参见利乐包(Tetrapak))。

形成导电层的金属结构部件可以是饮料瓶的封盖的金属层，诸如，例如玻璃瓶皇冠盖的镀锡板或皇冠盖本身的金属，或者滚装防盗帽(ROPP，Roll On Pilfer Proof cap)的铝层。

在本发明的实施方案中，智能化包装的导电结构部件可以形成至少一个感官可感知的输出设备的接地面。

此外，在可视化输出设备是需要镜面层的显示类型的情况下，智能化封装的金属结构部件可以形成镜面层。

此外，智能化包装的金属结构部件可以形成音频或触觉输出设备的机械谐振部件。为了机械地激活机械谐振部件、压电振动元件或静电元件(其在施加电场时偏转)，可以使用磁性元件，例如磁性扬声器部件、振动马达等。机械振动也可以进一步传递到包装本身或经由包装本身外部的相邻物体(例如桌子)传递到包装本身。机械振动也可以传递到所包含的饮料中，以便在饮料中产生光学效果(例如，局部气泡)。

在本发明的特定实施方案中，包装的金属结构部件可以与另一金属部件或层或结构部件形成重叠。这种重叠的金属层可用于形成感官可感知的输出设备的两个导电层，在这两个导电层之间可以放置活性层。考虑到金属导电层的不透明性，所产生的输出设备可以优选为音频或触觉输出设备。

金属重叠的示例可以是：

-饮料罐的顶部处的折叠接缝可以进行两个基底的6个层的重叠。

-3件式罐中的接缝可以提供关于多个金属基底层的重叠。可以在其间添加功能活性层。

-拉环与罐的顶部的重叠可以形成两个电极，在拉环和罐顶部之间具有活性层。铆钉可以形成电连接。

-铝制瓶与螺旋顶部或皇冠盖顶部重叠。

-在金属皇冠盖或金属瓶的顶部上方的导电箔的重叠。

在一个实施方案中，本发明提供了一种用于饮料的智能化的金属、玻璃、纸基、木质、或塑料包装，其包括至少一个感官可感知的输出设备，其中智能化包装的玻璃、纸基、木质、或塑料结构部件可以形成至少一个感官可感知的输出设备的不导电层。

智能化包装的玻璃或塑料结构部件可以是例如玻璃瓶的玻璃主体或颈部、或塑料瓶的塑料主体或颈部、或塑料盖子、或辅助包装的纸/纸板、或烈酒或酒桶的木材。

在本发明的实施方案中，智能化包装的玻璃、纸基、木质、或塑料结构部件可以形成电绝缘部件或保护性封装层。

此外，智能化包装的玻璃或塑料结构部件可以形成音频或触觉输出设备的机械谐振部件。可以使用压电振动元件或在施加电场时偏转的静电元件、磁性元件(例如磁性扬声器部件、振动马达)等，以便机械地激活机械谐振部件。

此外，智能化包装的玻璃或塑料结构部件可以形成可视化输出设备的光学透明部件。

在特定实施方案中，饮料容器的玻璃或塑料由容器中的光源照亮，并充当光导，例如用于可视化输出设备(诸如，例如液晶显示器)的背光。玻璃或塑料也可以被图案化以充当折射或衍射光学部件，从而向内或向外投射或分布光。

此外，包装的非导电结构部件也可以形成重叠结构，如本文中进一步解释的，该重叠结构可以被功能化，用于充当两个导电层或充当活性层。

这种非导电重叠结构的示例可以是：

-在聚合物或玻璃瓶之间的重叠，以及相应地螺旋盖子或皇冠盖。

-纸盒中的折痕和接缝。

-目前存在于金属瓶顶部(皇冠盖顶部和螺旋顶部)的内部的聚合物密封层。

-“瓶装(bottle in bottle)”饮料容器中聚合物层之间的重叠。

根据本发明，除金属、玻璃、纸基、木制、或塑料部件之外，结构部件可以是结构涂层。例如，包含金属氧化物的玻璃瓶的热端涂层可以用作半导体层。

在一个实施方案中，本发明提供了一种用于饮料的智能化的金属、玻璃、纸基、木质、或塑料包装，其包括至少一个感官可感知的输出设备，其中智能化包装的结构部件可以被功能化以形成至少一个感官可感知的输出设备的活性层。

在根据本发明的实施方案中，智能化包装的一个或更多个结构部件可以包括用于将结构部件功能化以用作至少一个感官可感知的输出设备的部件的添加物。

添加物可以包括电光材料，例如电致发光材料、有机发光材料(例如，OLED)、电致变色材料、电泳材料、或液晶材料，其将结构部件功能化以用作可视化输出设备的活性层。

作为可视化输出设备，也可以使用具有例如荧光材料或热敏材料的添加物的金属、玻璃、塑料或纸基、木基材料。

添加物还可以包括用于功能化结构部件以用作音频输出设备或触觉输出设备的活性层的机电材料，例如压电材料、静电材料、或磁性材料。

在根据本发明的实施方案中，智能化包装的一个或更多个结构部件可以包括将非导电结构部件功能化以用作至少一个感官可感知的输出设备的导电层的添加物。

在根据本发明的实施方案中，智能化包装的一个或更多个结构部件可以在几何学上被功能化以用作至少一个感官可感知的输出设备的部件。该结构部件可以被推动、冲压、或折叠，和/或可以与其它结构部件重叠，以获得机械谐振特性，或产生谐振系统或电连接结构。

在根据本发明的实施方案中，提供了一种用于制造饮料智能化包装的方法，该方法包括制造用于饮料的包装并在包装上或在包装中构成至少一个感官可感知的输出设备的步骤，其中，包装的结构部件用于构成至少一个感官可感知的输出设备的部件。

在本发明的方法中，由包装的结构部件构成的部件可以是至少一个感官可感知的输出设备的任何部件，例如活性层、导电层(例如电极)、绝缘层、和封装层等。

至少一个感官可感知的输出设备的其余部分，即除了由包装的结构部件或其一部分构成的部件之外的部分，可以通过任何可用的技术添加到智能化包装中。可以使用任何印刷、沉积、或成形技术，除其它外包括丝网印刷、苯胺印刷、凹版印刷、胶版印刷、喷墨印刷、静电复印、光刻、升华(evaporation)、溅射蚀刻、涂覆、化学气相沉积、压花、冲压、激光图案化、模具图案化、电镀、阳极氧化、浸涂、旋涂、胶粘、饮料容器内的聚合物的吹塑等。

至少一个感官可感知的输出设备的其余部分也可以由包装的除结构部件之外的部件构成，例如装饰层、清漆、涂料等。在这种情况下，除了包装的制造和构成至少一个可感官可感知的输出设备使用共同的结构部件这一事实之外，可以共用用于构成其余部分的附加过程步骤，例如印刷也是输出设备的导电层的装饰层，或者喷涂也是输出设备的电绝缘层的涂层。

在根据本发明的实施方案中，可以提供一种方法，该方法包括将结构部件功能化以用作至少一个感官可感知的输出设备的部件的步骤。这种将包装结构部件功能化的步骤可以在提供包装后构成至少一个感官可感知的输出设备的过程中进行，或者可以在制造包装的过程中进行。

在根据本发明的一个实施方案中，将结构部件功能化以用作至少一个感官可感知的输出设备的部件的步骤包括添加改变结构部件的化学和/或物理性质的添加物。

添加物可以在原材料生产过程期间添加到原材料中，例如添加物可以在固化之前被添加到玻璃、塑料或金属中，或者添加物可以被添加到纸基纸浆中。这种添加物可以是微囊密封的以增强其功能。

添加物也可以通过轧制或压花嵌入原材料中，或者通过化学反应结合到表面上。

在根据本发明的实施方案中，饮料包装的金属、玻璃、塑料、或纸基结构部件可以包括将该结构部件功能化以用作至少一种感官可感知的输出设备的活性层的添加物。

在根据本发明的又一实施方案中，可以提供一种方法，该方法包括以下步骤：通过在包装的制造过程期间将结构部件暴露于例如冲孔、冲压、折叠等的成形步骤，将结构部件在几何学上功能化以用作至少一个感官可感知的输出设备的部件。这种过程步骤可以赋予结构部件机械谐振特性，或者产生谐振系统或电连接结构。

在根据本发明的又一实施方案中，可以提供一种方法，该方法包括以下步骤：通过将结构部件暴露于热，例如烘烤或固化，或者暴露于退热、激光照射等来将结构部件功能化以用作至少一个感官可感知的输出设备的部件。此外，结构部件可以在比常规做法更高的温度下直接被施加(特别是在玻璃或金属容器的情况下)，以便将其功能化。

此外，如果需要，一种方法可以包括以下步骤：提供电源或能量收集元件以用于向至少一个感官可感知的输出设备供电。这些电源或能量收集元件可以是安装在智能化包装中的/在智能化包装上的分立电子元件，或者优选地，它们可以是至少部分可印刷的。

一个传感器或多个传感器，和/或通信装置和/或处理单元，或任何其它类型的支持电子部件，并且(如果需要的话)用于为这些电子元件供电的独立电源可以通过将分立部件添加到智能化包装或者优选地通过至少部分地将它们印刷到智能化包装上来建立。

根据本发明的实施方案试图提供一种智能化包装，其除其他外能够实现以下应用：

根据本发明的智能化包装可适用于除其它外的以下示例，尤其是与啤酒相关的示例，每一个示例都说明，随着数字技术不间断地而快速地融入消费者的生活，本发明变得越来越相关：

·智能化包装可以显示活动标签，提供互动，以获得消费者喜欢和不喜欢的反馈。

·智能化包装可以根据餐厅提供的菜单显示建议搭配啤酒的菜肴，或者根据冰箱中的食物库存建议食谱。

·显示的装饰、图形或信息可以根据位置和环境而变化。

·智能化包装包含传感器，以测量啤酒的状态并显示该状态，以便让消费者选择他们喜欢的享用饮料的方式：最佳光照、最佳碳酸化、最佳苦味。

·智能化包装可以增强使用者体验，其中显示器或活动标签、扬声器、或触觉元件可以对环境、音乐、波浪移动、日落、微风声音、海滩颜色等做出反应。

·智能化包装可以连接到您的智能手机并显示图片，或者当您与手中的包装互动时，驱动您的手机拍照并显示自拍，或者经由包装上的相机拍照并捕捉事件动作。

·智能化包装可以在打开时例如经由隐藏在皇冠盖中的扬声器产生品牌特定的声音。

·显示器可以作为第二屏幕，以在虚拟或视频或广播体验中显示附加内容。示例可以是推特简讯、显示不同的相机角度、即时回放、MVP演讲、自定义评论等。

·经由可视化、音频、或触觉输出设备，智能化包装允许数字化地定制您的啤酒，让您的朋友知道这是您的。

·智能化包装可以包含专门设计的麦克风和处理单元，以通过可视化、音频、触觉输出设备对嵌入电视广告和/或无线电广告中的人耳听不见的超声波音调进行记录和反应。

·当同一品牌的广告正在广播时，智能化包装可以闪烁并发光，或者超声波代码可以触发显示。

·当我感兴趣的活动中发生一些事情(例如我最喜欢的团队的进球)时，智能化包装产生可视化、音频、或触觉输出。

·当内部液体达到适当的饮用温度时，任何类型的感官可感知的输出设备都可以以可感知的方式传达“冷”。

·可视化、音频、或触觉输出设备可以在您的手机(参见，智能手表)上传送传入的消息。

·任何类型的感官可感知的输出设备均可以在约会活动中传达概况匹配。

·至少一个感官可感知的输出设备可以传达您的出租车已经到达。

·智能化包装可以使可视化输出设备被触发以发光使冰桶中的冰看起来色彩鲜艳，或者以发射紫外光使环境中的荧光物体发光。

·经由振动，智能化包装可以在啤酒中产生光学效果，这可以通过施加光来渲染。特别地，产生的效果可以包括以下情形：在液体表面产生波纹，在特定区域和/或在特定时间刺激啤酒中的气泡，在啤酒上产生或再产生泡沫等。这样的效果可以随着瓶中啤酒水平的变化而改变。

示例1(如图1中图示)

在金属饮料罐(1)上构成显示器，其中饮料罐的铝主体形成“底部”电极，该“底部”电极连接到驱动电路上的GND。图示的段是从罐的顶部延伸到底部的单个细长段。然而，它们原理上可以是任意形状。这些段包括活性层、顶部电极导电层、所需的绝缘层、和顶部封装层。

因此：

-绝缘层区域(未示出)可以印刷在铝(11)上，以创建定制的电极形状，或者可以由在罐制造后立即在过程中施加的喷涂环氧树脂来提供。

-根据要实现的感官可感知的输出设备的类型，印刷活性层(12)。罐的不同区域可以具有不同的活性层，以便在一个罐上实现多种功能。

-然后印刷不同的、电隔离的顶部导电层段(13)。在显示器的情况下，该层将是透明的。这可以是氧化铟锡(ITO)，一种透明的有机导电材料，或其它透明导体。

-活性层和顶层导电层均可以在胶版印刷过程中使用额外的辊在其上进行印刷，胶版印刷过程已经存在以将涂料涂覆到罐的外部。

-此外，电子部件可以被附接，并与存在的一个或更多个导电层电连接。这些导电层中的一个是铝罐主体本身，它充当电路接地层或电源层。

-然后印刷保护性封装层(14)，作为顶部导电层。这可能与已经生产的已经用于涂漆和/或保护罐的颜料或油漆相同。当需要发光时，顶层应当是透明漆。颜料可以用来产生荫罩(shadow mask)，作为附加的光学效果。

-所有层的烘烤和固化均在被提供用于制造罐的现有的烘烤和固化过程中进行。

在反射式显示器的情况下，用作接地面的金属也可以形成反射式显示器的反射镜。

示例2(如图2中图示)

像素化发光显示器集成在玻璃瓶(2)的外部上。这是通过行电极和列电极的沉积来实现的，行电极和列电极位于也沉积在瓶上的活性层的任一侧。

因此：

-玻璃(21)被压花、图案化或成形成以特定的设计图案引导来自一个光源或更多个光源的光。例如，在常规的玻璃瓶制造过程中，熔融玻璃通过将其吹进模具而形成为瓶。可以向该模具中添加额外的图案，以便：

(i)为通过印刷过程沉积的活性涂层和导电涂层创建几何形状。例如，“脊”和“峰”可以吸收油墨/颜料/涂料，而“谷”将不吸收油墨/油漆/涂料。

(ii)在瓶中创建影响瓶周围光导效果的特征。

(iii)在瓶中创建增强机械谐振效果或放大来自扬声器元件声音的特征。

-当热或确实冷时，可以应用激光蚀刻/装饰，以添加额外的压花特征来实现上述特征。

-成形后，使用喷涂和/或化学气相沉积通常对瓶施加“热端涂层”。施加的涂层的性质可以变化，使得涂层导电以形成底部电极层(22)。它也可以是半导电的，并且通过应用该过程的多次迭代，用于在有源矩阵显示器的环境中形成一组薄膜晶体管的部分。

-然后印刷包括上面所描述的任何技术的活性光学层(23)。

-然后印刷透明的顶部导电层(24)。这或者可以是氧化铟锡(ITO)(一种透明的有机导电材料)，或者可以是其它透明导体。

-活性层和顶层导电层可以在胶版印刷过程中使用额外的辊印刷，胶版印刷过程已经存在以将涂料涂覆到罐的外部。

-然后印刷保护性封装层，作为顶部层。这可能与已经生产的已经用于涂漆和/或保护罐的颜料或油漆相同。当需要发光时，顶层应当是透明漆。颜料可以用来产生荫罩，作为附加的光学效果。

-所有层的烘烤和固化均在被提供用于制造罐的现有的烘烤和固化过程中进行。

-光源被添加到包装中，或者作为印刷电致发光或OLED光源，或者作为分立元件，例如常规的LED。

示例3(如图3中图示)

该示例包括附接到铝饮料罐(3)顶部部分的压电振动元件(31)。

罐的铝形成压电设备的底部电极(32)。它还形成机械谐振结构，以对于使用者放大来自压电设备的声音或振动并将其分发给使用者。压电层、其它电极、和封装是通过印刷或以其它方式将这些层沉积到罐盖子上而形成的。

可以使用以下现有的制造过程步骤：

-盖子在正常制造过程中被冲压/冲孔而形成。可以将特征放入冲压模中，以控制和实现金属的特定谐振功能。它们也可以用于创建设备层可以沉积到其中的图案。

-在铝罐和活性层之间的绝缘层(未示出)是由罐制造后立即在过程中施加的喷涂环氧树脂提供的。

-活性层(31)和顶层导电层(33)在胶版印刷过程中使用额外的辊印刷，胶版印刷过程已经存在以将涂料涂覆到罐的外部。

-顶部导电层可以通过已经存在的阳极电镀过程添加，以将金属层电镀到盖子上。

-封装层(未示出)由制造过程中已经提供的清漆形成。

-所有层的烘烤和固化均在被提供用于制造罐的现有的烘烤和固化过程中进行。

示例4(如图4中图示)

该示例基于由涂有金属化薄膜和层压聚合物层的纤维板制成的辅助包装。

在现有的包装应用中，这种辅助包装通常包括如下从内到外的堆叠：

-如薄片的纤维板层。

-金属化层，其是通过金属化涂料或通过箔层薄片沉积的。

-如薄片的透明聚合物层层压在金属化层上。

-印刷的颜料层。

-清漆。

这种类型的包装材料已经广泛用于制造具有高质量可视化外观的包装，由此纤维板添加了机械结构和耐用性，金属化层不仅用于创建闪亮的可视化外观，还用于增强耐水性和刚性，并且层压聚合物层赋予光滑的光洁度和耐水性。

在该包装上构成显示器可以如下进行：

-纤维板层保持不变。

-金属化层(41)是导电层，并用作用于显示器(45)的底部电极，以及反射式显示器的镜面层。

-透明聚合物层(42)在聚合物形成层压到包装中的薄片之前，通过在聚合物熔融时向聚合物中添加材料而被功能化。功能化使薄片具有电光活性，使得当施加适当的场时，其发光(例如电致发光)或调制现有的光。

-顶层导电层(43)可以在胶版印刷过程中使用额外的辊或印刷台在其上进行印刷，胶版印刷过程已经存在以将涂料施加到罐的外部。在显示器的情况下，应使用透明导电材料。

-封装层(44)由制造过程中已经提供的清漆形成。

-所有层的烘烤和固化均在用于包装上的涂层而已经提供的现有的烘烤和固化过程中进行。

Claims (17)

1.一种用于饮料的智能化包装，所述智能化包装包括金属、玻璃、纸基、木基或塑料结构部件，所述智能化包装还包括至少一个感官可感知的输出设备，所述至少一个感官可感知的输出设备是集成在所述智能化包装中的使得使用者或消费者能够感觉出所述智能化包装或所述饮料的感官可感觉到的状态变化的任何类型的设备，

其特征在于，所述智能化包装的第二结构部件形成所述至少一个感官可感知的输出设备的部件，所述第二结构部件是有助于使所述智能化包装能够容纳饮料或进行运输的部件或材料层，

其中，所述智能化包装的所述第二结构部件包括形成所述至少一个感官可感知的输出设备的导电层的金属结构部件，所述金属结构部件与另一结构部件形成重叠，这种重叠的金属层用于形成所述感官可感知的输出设备的两个导电层，在这两个导电层之间放置活性层。

2.根据权利要求1所述的用于饮料的智能化包装，其中，所述金属结构部件是饮料瓶或罐的金属层，或者是饮料小桶或任何其它类型的金属饮料容器的金属层。

3.根据权利要求1所述的用于饮料的智能化包装，其中，所述金属结构部件是饮料瓶或罐的铝。

4.根据权利要求1所述的用于饮料的智能化包装，其中，所述金属结构部件是纸基、木基或塑料基智能化包装的部件。

5.根据权利要求3所述的用于饮料的智能化包装，其中，所述铝是所述饮料瓶或罐的盖子、拉环、主体、或其组合的铝。

6.根据权利要求1所述的用于饮料的智能化包装，其中，所述智能化包装的玻璃、木基、纸基、或塑料结构部件形成所述至少一个感官可感知的输出设备的非导电层。

7.根据权利要求6所述的用于饮料的智能化包装，其中，所述智能化包装的玻璃或塑料结构部件是玻璃瓶的玻璃主体或颈部、或者塑料瓶的塑料主体或颈部、或者塑料盖子、或者辅助包装的塑料或纸/纸板。

8.根据权利要求1所述的用于饮料的智能化包装，其中，所述感官可感知的输出设备是音频或触觉输出设备，并且其中，所述智能化包装的所述第二结构部件还包括形成所述音频或触觉输出设备的机械谐振部件的金属、玻璃、塑料、或木质结构部件。

9.根据权利要求1所述的用于饮料的智能化包装，其中，所述智能化包装的金属、玻璃、塑料、或纸基、木基结构部件包括添加物，所述添加物将所述金属、玻璃、塑料、或纸基、木基结构部件功能化以用作至少一个感官可感知的输出设备的活性层，或者将非导电结构部件功能化以用作至少一个感官可感知的输出设备的导电层。

10.一种用于制造饮料的智能化包装的方法，所述方法包括以下步骤：制造用于饮料的包装，并在所述包装上或在所述包装中构成至少一个感官可感知的输出设备，所述感官可感知的输出设备是集成在包装中的使得使用者或消费者能够感觉出所述智能化包装或所述饮料的感官可感知的状态变化的任何类型的设备，所述智能化包装的结构部件被用于构成所述至少一个感官可感知的输出设备的部件，所述结构部件是有助于使所述智能化包装能够容纳饮料或进行运输的部件或材料层,

其中，所述智能化包装的所述结构部件包括形成所述至少一个感官可感知的输出设备的导电层的金属结构部件，所述金属结构部件与另一结构部件形成重叠，这种重叠的金属层用于形成所述感官可感知的输出设备的两个导电层，在这两个导电层之间放置活性层。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，制造所述智能化包装和构成所述至少一个感官可感知的输出设备共用用于构成所述感官可感知的输出设备的其余部分的至少一个附加过程步骤，所述其余部分是除了由所述智能化包装的结构部件或其一部分构成的部件之外的部件。

12.根据权利要求10所述的方法，包括将所述智能化包装的结构部件功能化以用作所述至少一个感官可感知的输出设备的部件的步骤。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，将所述智能化包装的结构部件功能化的步骤在制造所述智能化包装的过程中进行。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，将所述智能化包装的结构部件功能化以用作所述至少一个感官可感知的输出设备的部件的步骤包括向所述结构部件添加添加物。

15.根据权利要求12或13所述的方法，包括将所述结构部件在几何学上功能化以用作至少一个感官可感知的输出设备的部件的步骤。

16.根据权利要求10所述的方法，包括通过至少部分地将电源或能量收集元件印刷到所述智能化包装上来添加所述电源或能量收集元件的步骤，所述电源或能量收集元件用于为所述至少一个感官可感知的输出设备供电。

17.根据权利要求10所述的方法，包括通过至少部分地将传感器和/或通信装置和/或处理单元印刷到所述智能化包装上来添加所述传感器和/或通信装置和/或处理单元的步骤。

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