Упаковка
PACKAGE

Настоящее изобретение относится к упаковке для одного или нескольких продуктов и, в частности, но не исключительно, к упаковке для содержания таких продуктов, как емкость для напитков.
Предпосылки изобретения
Известна упаковка для вмещения нескольких емкостей для напитков, таких как бутылки. Такую упаковку можно использовать, например, для хранения и демонстрации напитков с целью розничной продажи, или для размещения в ней напитков потребителем при их приобретении в розничной торговой точке. Одна из известных форм упаковки способна вмещать шесть бутылок с напитками («блок из шести бутылок») и является сформированной из картонной заготовки. Эта заготовка является предварительно сформированной с конкретной формой, и она может содержать один или несколько язычков, выполненных с возможностью вмещения в пазы или щели, расположенные где-либо на заготовке, при складывании заготовки в ее окончательную конфигурацию. Для облегчения сборки упаковки, заготовку снабжают надрезами или предварительно складывают. Поэтому заготовку можно хранить в плоской форме до тех пор, пока ее не потребуется использовать в том месте, где ее можно собрать в ее окончательную форму. Эта заготовка может быть выполнена таким образом, чтобы сформировать при сборке ряд отделений, каждое из которых способно вмещать отдельную емкость для напитков. В качестве альтернативы, для обеспечения распределения по отделениям, в полость сформированной емкости для напитков может быть помещена вставка. В другой известной упаковке стороны и какие-либо вставки в ходе изготовления надежно закрепляют на месте с использованием клея, и заготовку снабжают надрезами или предварительно складывают снова, делая возможным ее преобразование из плоского, сложенного состояния в полностью собранное состояние.
В зависимости от рассматриваемого напитка, может существовать предпочтительная или идеальная температура для потребления, хотя ее проверка не всегда может быть простой. Известно снабжение одиночного сосуда, такого как питьевая кружка или чашка, датчиком и индикатором температуры, как, например, в документах WO 2009/037436 и US 5767925. В первом случае раскрыт датчик напитка в форме зажима, который можно устанавливать на кружке с целью контроля температуры помещенной в нее жидкости. Во втором случае датчик и индикатор температуры предварительно изготавливают внутри кружки с целью обеспечения указания температуры имеющейся в ней жидкости. Такие устройства, однако, являются полезными только для непосредственного указания температуры жидкости, находящейся с ними в непосредственном контакте. В документе US 8334780 описан изолированный держатель со встроенным электронным контрольно-измерительным прибором, предназначенным для использования с одиночной емкостью для напитков. В документе GB 2465670 раскрыта хозяйственная сумка, содержащая датчик и индикатор температуры для указания температуры внутри этой хозяйственной сумки в целом. Однако существует потребность в том, чтобы иметь возможность точного измерения и отображения температуры таких упакованных продуктов, как бутылочные напитки. Настоящее изобретение разработано с учетом вышеизложенного.
Краткое описание изобретения
В соответствии с настоящим изобретением, предусматривается упаковка, определяемая в п.п. 6-22 формулы изобретения. Изобретение преимущественно предусматривает упаковку, не только способную отображать в реальном времени температуру помещенных в нее продуктов, но также упаковка, которую можно удобным образом неоднократно собирать и повторно складывать с целью хранения и повторно использовать при необходимости.
В одном из вариантов осуществления встроенный электронный модуль является по меньшей мере частично напечатанным на упаковке. В качестве альтернативы, электронный модуль представляет собой или содержит фольгу или пленку, содержащую один или несколько печатных электронных компонентов. В каждом случае, электроника преимущественно является «объединенной в одно целое» с самой упаковкой и/или «встроенной» в саму упаковку.
Встроенный электронный модуль может быть расположен между первой секцией и второй секцией упаковки, при этом первая секция упаковки является складываемой относительно второй секции упаковки.
Встроенный электронный модуль может содержать такой источник питания, как печатный аккумулятор. Преимуществом является то, что источник питания встроен в упаковку, и, таким образом, не требуется энергия из дополнительных, внешних источников.
Встроенный электронный модуль также может удобным образом содержать кнопку включения или сенсорную кнопку для запуска измерения температуры и/или отображения результата измерения температуры на индикаторе температуры.
Предпочтительно, один или несколько компонентов встроенного электронного модуля являются ламинированными на упаковке. В одном из вариантов осуществления ламинирование выполняют путем нанесения клейкой пленки. Ее можно нанести лишь вблизи компонентов, на часть упаковки или на всю упаковку.
Встроенный электронный модуль может также содержать устройство обработки, запрограммированное с помощью программного обеспечения на управление встроенным электронным модулем. В одном из вариантов осуществления устройство обработки запрограммировано на переключение устройства измерения температуры и индикатора температуры в режим ожидания без подачи питания по окончании работы. Индикатор может содержать ряд сегментов индикатора, и устройство обработки может быть также запрограммировано на последовательное включение отдельных сегментов индикатора. Устройство обработки может быть также запрограммировано на управление индикатором с целью отображения измерения температуры в течение предварительно определенного промежутка времени, такого как, приблизительно, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 секунд.
В одном из вариантов осуществления электронный модуль расположен относительно упаковки так, чтобы в полностью собранном виде одно из указанных устройств измерения температуры было расположено так, чтобы его можно было приводить в действие с целью измерения температуры двух продуктов. Каждое устройство измерения температуры может находиться в контакте с двумя продуктами, одним продуктом или не находиться в контакте ни с одним продуктом. Предпочтительно, одно или несколько из устройств измерения температуры содержат высокоомное устройство.
В одном из вариантов осуществления индикатор представляет собой или содержит электролюминесцентный, электрохромный или электрофоретический индикатор.
В соответствии со второй особенностью настоящего изобретения, предусматривается способ формирования упаковки, определенный в п.п. 1-5 формулы изобретения.
Обеспечение гибкого электронного модуля на указанной заготовке упаковки может включать печать гибкого электронного модуля на указанной заготовке упаковки. В качестве альтернативы, обеспечение гибкого электронного модуля на указанной заготовке упаковки может включать обеспечение на указанной упаковке фольги или пленки, содержащей один или несколько печатных электронных компонентов. Данный способ может также включать ламинирование на упаковке одного или нескольких компонентов электронного модуля. Это ламинирование может включать покрытие одного или нескольких компонентов электронного модуля клейкой пленкой.
Краткое описание графических материалов
Варианты осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылкой на нижеследующие графические материалы, в которых:
на фиг. 1 показана упаковка в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения;
на фиг. 1а показана картонная заготовка для формирования упаковки согласно первому варианту осуществления изобретения со встроенной электроникой, установленной на ней в определенном положении;
на фиг. 2 показана встроенная электроника, включенная в состав первого варианта осуществления;
на фиг. 3 показана упаковка в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения;
на фиг. 4 показана встроенная электроника, включенная в состав второго варианта осуществления; и
фиг. 5а и 5b - схематические изображения встроенной электроники в соответствии с одним из дальнейших вариантов осуществления изобретения.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
На фиг. 1 показана упаковка 10, выполненная с возможностью вмещения нескольких емкостей 12 для напитков. В показанном варианте осуществления эта упаковка может содержать до шести бутылочных напитков 12 («блок из шести бутылок»), однако эта упаковка 10 может вместо этого быть выполненной с возможностью содержания любого количества емкостей для напитков, например, 1, 2, 4, 8, 10 и т.д. Упаковка 10 является сформированной из плоской или листовой заготовки 11 (см. фиг. 1а), и при складывании или надежном скреплении с использованием язычков/пазов 11а или при предварительной сборке известным образом посредством клея предусматривает собранную упаковку 10 для бутылок. Упаковка 10 может быть сформирована из единственного слоя картона или, в качестве альтернативы, из гофрированного картона, бумаги или гибкого пластмассового материала, или из другого структурно устойчивого материала, который может быть сформирован (например, сложен) в собранную упаковку 10. Таким образом, материал упаковки предпочтительно является гибким, но обладающим некоторой структурной жесткостью для обеспечения способности упаковки к содержанию и поддерживанию помещенного в нее содержимого. Варианты осуществления изобретения предусматривают упаковку, особенно подходящую для использования в качестве вторичной упаковки. Например, напиток может содержаться в первичной емкости, такой как бутылка или банка, а упаковка согласно вариантам осуществления изобретения обеспечивает вторичную упаковку для содержания отдельных предметов первичной упаковки. Следует, однако, иметь в виду, что варианты осуществления изобретения также могут быть использованы и в упаковке других типов, например, в первичной (в применениях не для напитков) и третичной.
В полностью собранной форме упаковка 10 содержит ручку 14 и внутреннюю полость 16. Упаковка 10 также содержит основание, две продольные боковые стенки и две поперечные торцевые стенки. Ручка 14 обеспечивает разделитель, или перегородку, определяющую два подотделения внутри полости 16 упаковки 10. Дальнейшие разделения (не видные на фиг. 1) могут обеспечивать отдельные отделения для размещения в них отдельных емкостей 12 для напитков. Упаковку 10 формируют, складывая заготовку 11 и надежно скрепляя ее традиционным образом либо посредством язычков/пазов 11а, либо посредством клея. Складывание заготовки 11 в собранную упаковку 10, например, как показано на фиг. 10, и, в особенности, для вариантов осуществления, содержащих дополнительные подотделения, обеспечивает структурную жесткость упаковки 10, для того чтобы упаковка 10 была способна содержать и переносить помещенные в нее продукты 12.
На упаковке 10 или в ней предусмотрен визуальный индикатор 18 так, чтобы он был виден из внешней точки наблюдения. Индикатор 18 выполнен с возможностью демонстрации такой информации, как температура, для одного или нескольких продуктов 12 внутри упаковки 10. Также он может быть выполнен с возможностью демонстрации другой информации, такой как другие показатели факторов внешней среды, или для указания содержимого упаковки 10, например, количества отдельных предметов 12. Упаковка 10 снабжена средствами 20 включения, например, сенсорной кнопкой 22, вызывающей отображение информации индикатором 18. Управляющая индикатором электроника, которая будет описана ниже, предпочтительно выполнена с возможностью автоматического выключения питания индикатора 18 через несколько секунд, например, через, приблизительно, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 секунд. В качестве альтернативы, включение кнопки 22 во второй раз может активным образом вызывать отключение питания индикатора 18.
На фиг. 2 показан электронный модуль 24, который может быть встроен в упаковку 10. Встроенная электроника 24 выполнена с возможностью управления и запрограммирована на управление индикатором 18 в ответ на включение/выключения сенсорной кнопки 22. Различные компоненты электронного модуля 24 могут быть предусмотрены непосредственно на заготовке 10 упаковки или на подложке, которую затем объединяют в одно целое с упаковкой 10. Эти компоненты удобно печатать на упаковке 10 или подложке (такой как гибкая печатная схемная плата) с использованием известных методик печати электроники. Таким образом, в одно целое с упаковкой 10 могут быть объединены, например, напечатаны, сенсорная кнопка 22 и индикатор 18. Сенсорная кнопка 22 может представлять собой нажимную кнопку, напечатанную посредством проводящей пасты и электронным образом соединенную с другими компонентами электронного модуля 24. Электрическое соединение выполняется при касании пользователем кнопки 22, которая включает индикатор 18. Индикатор 18 может представлять собой электролюминесцентный индикатор, содержащий флуоресцентные печатные краски, включаемый электрическим током. В качестве альтернативы, индикатор 18 может представлять собой электрофоретический или электрохромный индикатор. В одном из вариантов осуществления индикатор 18 содержит ряд сегментов 19, которые могут быть избирательно включены для демонстрации чисел или другой информации.
Желательным является использование бистабильного индикатора 18, что означает, что после отображения некоторой величины ток не потребляется, и, таким образом, сберегается емкость аккумулятора (как будет описано ниже). Это можно реализовать посредством электрохромного или электрофоретического индикатора 18, сохраняющего свое содержимое после переключения. Индикатор 18, как правило, может высвечивать показание температуры (или другую информацию) в течение, около, 5-10 секунд перед возвратом в режим ожидания (отсутствия отображения). Это приносит пользу, сокращая энергопотребление и продлевая срок службы электронного модуля 24. В одном из вариантов осуществления использован электрохромный бистабильный индикатор (2 цифры, 7 сегментов), поставляемый Acreo.
На части 30 модуля 24 предусмотрено одно или несколько измерительных устройств, или датчиков 28, которые могут контактировать с или по меньшей мере находиться вровень с, или рядом с продуктом 12 при его помещении в упаковку 10. Показанная на фиг. 2 схема расположения датчиков 28 температуры на «полосе датчиков» 30 выполнена для носителя типа «блок из шести бутылок», как на фиг. 1, однако следует иметь в виду, что также возможны и другие схемы расположения. В модуле 24 также предусмотрены устройство обработки (не видное на фиг. 2) и источник 32 питания. Для осуществления необходимых электронных соединений, различные компоненты соединены токопроводящими дорожками 34. Дорожки 34 могут быть напечатаны на упаковке 10 проводящими чернилами или могут предусматриваться как печатная плата, пленка или фольга, наносимая на упаковке 10.
Устройство обработки запрограммировано с помощью программного обеспечения, которое получает измерение температуры от одного или нескольких устройств 28 измерения температуры и отображает его на индикаторе 18. Устройство обработки также может содержать запоминающее устройство или функцию для сохранения и выборки предыдущих измерений температуры. Во избежание высоких требований энергопотребления, преимущественно удобным является микропроцессор, использующий технологию CMOS малой мощности. Примерными процессорами, которые можно использовать, являются MSP 430 от TI или процессор PIC 16 от Microchip. Как таковые, варианты осуществления изобретения предусматривают чувствительный к температуре индикатор со встроенной электронной фольгой, способный измерять температуру внутренней части емкости, такой как носитель типа «блок из шести бутылок».
Для дальнейшего содействия сбережению энергии аккумулятора, от устройств 28 измерения температуры также требуется обладание низким энергопотреблением. Удобными являются датчики 28 температуры в форме высокоомных устройств. Также желательно, чтобы датчики 28 температуры обладали высокой точностью регистрации и обратной передачи температуры для индикатора. В настоящем варианте осуществления был использован резистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC), уменьшающий сопротивление с температурой: чем выше температура, тем ниже сопротивление. Также возможным является использование резисторов с положительным температурным коэффициентом (РТС). В обоих случаях, для точности измерения благоприятными являются высокие температурные коэффициенты. Температурная характеристика резистора хранится в памяти микропроцессора, и значение температуры вычисляется с помощью программного обеспечения вслед за измерением сопротивления. Цикл измерения, определяемый программным обеспечением, включает этапы включения питания (пробуждения) электронного модуля 24, измерения сопротивления одним или несколькими датчиками 28, преобразования для перевода измерения сопротивления в показание температуры, отображения этого показания температуры на индикаторе 18, и после некоторого промежутка времени очищения индикатора и возвращения в режим отключения питания (засыпания).
В одном из вариантов осуществления отдельные датчики 28 температуры предусмотрены для непосредственного контакта с каждой емкостью 12 для напитков, помещенной в упаковку 10. В другом варианте осуществления двумя емкостями 12 по обе стороны от датчика 28 температуры может совместно использоваться единственный датчик 28, обеспечивающий точное показание независимо от того, находится в контакте с датчиком 28 две емкости 12, находится в контакте с датчиком 28 одна емкость 12, или в контакте с датчиком 28 не находится ни одной емкости. Для обеспечения того, что индикатор 18 температуры точного отображает температуру продукта 12 и/или полости 16 упаковки 10 по мере надобности, в устройстве обработки запрограммирован еще один программно реализованный алгоритм. Измеряется сопротивление датчиков 28 температуры, и для каждого из них значение температуры вычисляется так, как описано выше. В одном из вариантов осуществления на индикаторе затем демонстрируется самая низкая температура. В качестве альтернативы, могут выполняться и другие вычисления, например, может отображаться средняя температура. В качестве альтернативы, может отображаться температура каждой полости.
Датчики 28 температуры преимущественно обеспечивают измерение температуры с точностью ±1°, быстро отображаемое для пользователя. Точность измерений определяется, главным образом, техническими характеристиками датчиков температуры. Более того, точное измерение температуры можно получить независимо от того, заняты все отделения для емкостей для напитков, только одно или несколько промежуточных. Датчики 28 температуры также способны обеспечивать измерение температуры, когда продукты 12 в упаковке 10 отсутствуют. В этом случае, измерение температуры представляет собой измерение температуры окружающей среды.
Источник питания может представлять собой печатный аккумулятор или печатный фотогальванический источник 32 питания, напечатанный непосредственно на упаковке 10 или на подложке. Плоский переносной печатный аккумулятор 32 удобным образом обладает достаточной энергией для приведения в действие встроенной электроники 24 от начала измерения температуры до отображения значения измеренной температуры на индикаторе 18. Во избежание каких-либо нежелательных потерь энергии, для компонентов электронного модуля 24 является желательным вхождение после операций измерения и отображения в режим ожидания без подачи питания. В ходе разработки вариантов осуществления изобретения было обнаружено, что после включения электронного модуля 24 путем нажатия печатной сенсорной кнопки 22 с целью запуска измерения температуры проявлялись высокие токовые нагрузки, которые вели к резким падениям напряжения по причине внутреннего сопротивления аккумулятора. Поэтому была разработана программно реализованная последовательность, которая последовательно включает отдельные сегменты 19 индикатора 18, т.е. по одному сегменту 19 за раз, с ограниченной скоростью переключения, а не параллельно. Во избежание потери производительности, последовательное включение можно проводить за время порядка микросекунд. Например, для настоящей схемы сегменты 19 индикатора включали последовательно с интервалом приблизительно 0,7 секунд. Такое последовательное включение приводит к устранению пиков мощности, которые, в противном случае, перегружали бы аккумулятор и вызывали выход электронного модуля 24 из строя. Это также сокращает общее потребление энергии аккумулятора и, в результате, продлевает срок службы электронного модуля 24 и, таким образом, упаковки 10, делая модуль 24/упаковку 10 более эффективными, поскольку они не требуют дополнительных источников энергии или источников энергии с большим напряжением. В качестве альтернативы печатному аккумулятору возможен фотогальванический источник питания, напечатанный на упаковке 10, хотя было обнаружено, что скорость преобразования светового излучения в энергию в данном случае может в результате являться слишком низкой для самостоятельного генерирования энергии с целью питания электронного модуля 24.
Как видно на фиг. 2, электронный модуль 24 имеет по существу L-образную форму. То есть первая, в целом удлиненная секция 36 модуля 24 сформирована совместно или соединена со второй в целом удлиненной секцией 30 модуля 24 так, что две секции 30, 36 предусмотрены под углом одна к другой, но в пределах общей плоскости. Для удобства, две секции 36, 30 модуля предусмотрены под углом по существу 90° одна к другой в пределах первой плоскости. Когда упаковка 10 полностью собрана, первая и вторая секции 30, 36 модуля проходят по существу перпендикулярно основанию упаковки 10, т.е. по существу вертикально. Вторая секция 30 модуля проходит по длине упаковки 10, а первая секция 36 модуля проходит поперечно ей (в варианте осуществления по фиг. 2 - по существу вверх, или вертикально). При встраивании в упаковку 10, такая схема расположения позволяет помещать один или несколько продуктов 12 с любой из двух сторон от второй секции 30 модуля. Т.е. в варианте осуществления по фиг. 2 с каждой стороны от разделительной части 30 можно разместить три продукта 12. Сенсорная кнопка 22 предусмотрена на свободном конце 37 или в направлении свободного конца первой секции 36 модуля. Свободный конец 37 первой секции 36 модуля проходит над основной частью упаковки 10 так, что сенсорная кнопка 22 является легкодоступной для пользователя. Упаковка 10, однако, выполнена таким образом, что доступными для пользователя являются только индикатор 18 и сенсорная кнопка 22. т.е. остальные части электронного модуля 24 встроены в основную часть упаковки 10 и не являются непосредственно видимыми или доступными пользователю. Это позволяет избежать нежелательного их повреждения или несанкционированного вмешательства.
Индикатор 18 расположен на третьей секции 38 модуля, т.е. он расположен рядом с первой частью 36 модуля. Третья секция 38 модуля выполнена как одно целое или соединена с первой секцией 36 модуля. В показанном варианте осуществления третья секция 38 модуля расположена в положении приблизительно на половине расстояния по длине первой секции 36 модуля. Это удобным образом позволяет устанавливать индикатор 18 в основной части упаковки 10, как видно на фиг. 2. Однако третья секция 38 модуля в альтернативном варианте может быть предусмотрена и в другом местоположении по длине первой секции 36 модуля, или индикатор может быть предусмотрен непосредственно на первой или второй секции 36, 30 модуля.
Как обсуждалось выше, упаковка 10 является сформированной из гибкого материала, однако этот материал также обеспечивает и некоторую структурную жесткость, которая в данном варианте осуществления вызвана складыванием материала упаковки/подложки и внутренним запасом прочности самого материала. Это позволяет сгибать или складывать третью секцию 38 модуля относительно первой секции 36 модуля. Поэтому, когда упаковка 10 полностью собрана, индикатор 18 расположен в другой плоскости относительно сенсорной кнопки 22. В примере, показанном на фиг. 1, эти плоскости являются по существу перпендикулярными одна другой.
На фиг. 3 показан один из альтернативных вариантов осуществления изобретения. Здесь сенсорная кнопка 22 расположена рядом с индикатором 18 на лицевой поверхности упаковки 10. Источник 40 питания также предусмотрен на лицевой поверхности упаковки 10 на некотором расстоянии от индикатора 18 и сенсорной кнопки 22, хотя они могут быть расположены и в других конфигурациях. Аналогично ранее описанным вариантам осуществления, источник 40 питания, сенсорная кнопка 22 и индикатор 18 являются напечатанными/предусмотренными на заготовке 10 упаковки, которую затем складывают с приданием полностью собранной формы, и положения этих компонентов таковы, что они видны пользователю. Оставшаяся часть электронного модуля 24 скрыта внутри полости упаковки 10.
Оба субкомпонента электронного модуля 24 являются пассивированными с целью исключения какой-либо возможности утечки энергии из печатной схемы и ламинированными с целью физической защиты этих субкомпонентов от физического повреждения. Это осуществляется путем герметизации печатных элементов путем внешнего покрытия клейкой пленкой, например, полимерным материалом, эффективно прослаивающим электронные компоненты между клейкой пленкой и упаковкой 10. Это также дает преимущество защиты компонентов от влаги и контакта с влажной окружающей средой в ходе изготовления и в условиях цепочки поставок. При ламинировании электроники 24, она остается гибкой и, в то же время, это позволяет избежать жесткого сгибания/пробивания и прямого ударного воздействия, которые могут приводить к короблению или отломке электронного модуля, приводящей к потенциальному нарушению эксплуатационных качеств. Процесс ламинирования должен учитывать жесткие условия промышленного процесса преобразования упаковки и промышленных процессов упаковки продукта, распространения и окружающих условий конечного потребителя/покупателя. Это достигается, например, при использовании процесса ламинирования с регулируемой температурой. Во избежание повреждения таких компонентов, как индикатор 18 и аккумулятор 32, для отверждения в процесс сборки должна использоваться лишь умеренная температура, и подходящей была найдена клейкая полимерная пленка. Ламинирование можно выполнять путем избирательного покрытия упаковки 10 клеем посредством теневой маски и присоединения электронной фольги к упаковке 10 с использованием для выполнения встраивания электроники автоматического процесса типа «взять-положить».
Дополнительную защиту от механических напряжений, возможно, претерпеваемых в ходе упаковки бутылок, может обеспечить помещение по мере надобности капли эпоксидного материала на спайки и компоненты.
Таким образом, в некоторых вариантах осуществления на упаковке 10 предусматривают и непосредственно печатают электронный модуль 24, содержащий индикатор 18, сенсорную кнопку 22 и, необязательно, источник питания. В качестве альтернативы, эти компоненты 24 могут быть предусмотрены на подложке (например, из гибкого пластмассового материала), которая может быть встроена в упаковку 10, например, если предусмотреть эту подложку внутри упаковки 10 и предусмотреть в этой упаковке 10 щели или отверстия, допускающие видимость этих компонентов и/или доступ к ним. В одном из предпочтительных вариантов осуществления электронный модуль 24 является напечатанным непосредственно на материале упаковки (например, на картоне) или нанесенным на него в форме пленки или фольги. Компоненты расположены, например, так, как показано на фиг. 2, и, таким образом, при сборке упаковки 10 индикатор 18 и сенсорная кнопка 22 (и, необязательно, источник питания) расположены на ее внешней части, а другие компоненты расположены внутри.
На фиг. 4 показан один из примеров различных компонентов, напечатанных на части упаковки 10. Указаны две формы источника питания: печатный аккумулятор 40а и печатный фотогальванический элемент 40b. В упаковке 10 в соответствии с вариантами осуществления изобретения необходимым является только один из этих элементов. Фотогальванический элемент 40b потребовал бы встраивания в упаковку 10 таким образом, чтобы его элементы имели возможность получения световой энергии; от аккумулятора 40а не требуется видимость или доступность извне упаковки 10.
На фиг. 4 также показан примерный электролюминесцентный индикатор 18 с выводом в цифровой форме и сенсорная кнопка 22. На упаковке 10 также напечатаны средства 28 измерения температуры в форме термостата с биметаллическим терморегулятором. Эти компоненты представляют собой лишь примеры, и также могут быть использованы другие варианты этих компонентов.
На фиг. 5а и 5b проиллюстрирован важный признак и преимущество изобретения - возможность складывать или сгибать упаковку 10 со встроенной электроникой 24, предусмотренной или напечатанной на ней - для придания требуемой формы с целью формирования или сборки упаковки 10. На фиг. 5а показана часть упаковки 10 в разложенной форме. На ней предусмотрен электронный модуль 24, ламинированный слоем такого ламинирующего материала, как клей 46. Изображено два примерных электронных компонента 42, например, представляющих аккумулятор и индикатор 18. Эти два компонента 42 соединяют печатные соединительные дорожки 34. Упаковку 10 требуется сложить по линии 44, и она может быть, например, снабжена надрезами или предварительно сложена по линии 44 для содействия ее складыванию в ходе сборки упаковки 10. На фиг. 1а показана примерная заготовка 11 со встроенной электроникой 24, установленной на ней в определенном положении, и продемонстрировано, каким образом заготовку 11 и электронику 24 складывают для формирования упаковки 10.
По причине гибкой сущности электронного модуля 24, при сгибе, складывании или деформировании упаковки 10 встроенный электронный модуль 24 также сгибается без повреждения предусмотренных или напечатанных на нем электронных компонентов 24 или соединений 34. Разумеется, неоднократное сгибание или складывание, в конечном итоге, может приводить к повреждению компонентов. Однако для сведения к минимуму этого риска, с целью обеспечения того, чтобы электронные компоненты оставались неповрежденными как можно дольше, были предприняты следующие этапы. Во-первых, радиус складывания, как правило, составляет от 0,5 до 2 мм, и эффективным был найден радиус сгиба 1 мм. Во-вторых, было обнаружено, что срок службы продукта продлевает использование Coveme HSPL80 в качестве подложки для схемной фольги. В-третьих, защита зоны складки посредством печатного пассивирования показала себя как полезная, однако защитная пленка является предпочтительной. В этой комбинации было пройдено до двадцати циклов сгиба без каких-либо отказов проводников (неэкранированные токопроводящие дорожки). В качестве указателя ухудшения, текущему контролю подвергали сопротивление токопроводящих дорожек, и увеличение сопротивления в данной комбинации было ограничено допустимым уровнем менее 30%.
Были проведены эксперименты, продемонстрировавшие, что упаковка с печатной электроникой в соответствии с вариантами осуществления изобретения способна выдерживать жесткие условия обработки, имеющие место в ходе преобразования и на автоматической упаковочной линии. После изготовления был достигнут измеренный выход 90%, при этом главной причиной отказов являются рабочие характеристики печатного аккумулятора. При преобразовании в корзины было потеряно 13% упаковок, а после процесса упаковки на пивоваренном заводе 80% всех упаковок удовлетворяли полному функциональному испытанию и техническим условиям измерения температуры. Таким образом, данные упаковки со встроенной электроникой удовлетворяют заводским требованиям.
Таким образом, варианты осуществления изобретения обеспечивают пользователя интеллектуальным и интерактивным интерфейсом, способным по требованию предоставлять измерения температуры в реальном времени. Упаковка 10 является универсальной в том, что ей можно собирать, разбирать и повторно использовать по мере надобности. Срок службы встроенного электронного модуля 24 будет определяться сроком службы источника питания или аккумулятора. В качестве альтернативы, в модуль 24 может быть встроен сменный аккумулятор, что способствует возможности многократного использования модуля 24 и узла 10. Варианты осуществления изобретения также предусматривают эстетическую привлекательность упаковки, определяемую как графикой, так и технологией: комбинацией каких-либо зрительных представлений на материале 10 упаковки и такими видимыми компонентами электронного модуля 24, как индикатор 18, сенсорная кнопка 22 и внешний источник питания (при его наличии). Внешний вид упаковки в некоторых вариантах осуществления представляет собой комбинацию технологии печати и напечатанной графики при отсутствии легко воспринимаемой разницы между ними.
Варианты осуществления изобретения предусматривают упаковку, содержащую встроенную электронику, которая при ее объединении в одно целое с несколькими соединенными субкомпонентами, такими как система 28 измерения температуры в реальном времени, печатный аккумуляторный источник, печатный индикатор 18, гибкие печатные схемы и печатное логическое запоминающее устройство 24, предоставляют пользователю «отклик в реальном времени» на «фактическую температуру» бутылок 12 с напитками в упаковке 10. Встроенная электроника 24 не нарушает или не ограничивает первоначальный процесс изготовления, форму или функцию упаковки 10. Это достигается посредством обеспечения встроенного электронного модуля 24, являющегося плоским, гибким (например, представляющим собой фольгу или гибкую пленку) и способным к встраиванию во все материалы 10 упаковки.
Путем встраивания пассивированием и ламинированием гибкой схемы 24 на фольге (с целью уменьшения воздействия при контакте с влагой) наряду со способностью этой фольги изгибаться и подвергаться напряжениям, в то же время, когда она является защищенной от физического повреждения во время упаковки продукта (посредством сгибания электроники 24 в упаковке 10 при содействии ламинированной пленки 46, обеспечивающей защиту от жестких загибов), может быть обеспечена упаковка 10, предоставляющая точные, согласованные и воспроизводимые измерения температуры и эффективность отображения. В частности, пассивирование/ламинирование пленкой печатных дорожек нацелено на то, чтобы избежать их растрескивания или разделения в ходе встраивания и использования упаковки.
Таким образом, для обеспечения требуемых эксплуатационных характеристик продукта, представляющего собой прорыв в новшествах, ориентированных на прямое взаимодействие с потребителем, объединяется несколько факторов, включающих:
- точное измерение температуры, достигаемое посредством выбора печатного датчика 28, обладающего требуемым уровнем чувствительности, и посредством программно реализованного алгоритма, передающего это измерение в индикатор 18 и способного точно оценивать две емкости 12 в контакте, одну емкость 12 в контакте и не одной емкости в контакте с датчиком 28 температуры и скомпоновать его в качестве подмножества общей матрицы датчиков 28 температуры для обеспечения общего показания температуры;
- источник питания, способный обеспечить стабильный источник энергии с длительным временем работы, что обеспечивается не только гибким аккумулятором, но и программно реализованными драйверами, запрограммированными в модуле 24 во избежание чрезмерного потребления энергии;
- четкий индикатор 18, являющийся видимым при широком угле обзора как в ярком дневном свете, так и при частичном освещении, и обладающий гибкостью для встраивания в широкий диапазон материалов упаковки, включающих, например, бумагу, картон, гофрированный картон, пластиковая пленка и металл;
- пассивирование и ламинирование с целью защиты электронных субкомпонентов от воздействий окружающей среды и физических воздействий;
- последовательный подход к считыванию и отображению измерений температуры с целью обеспечения долговечности и во избежание отказа в системе электропитания из-за пиков энергии; и/или
- объединение субкомпонентов 24 в одно целое новым способом с целью выработки набора функций, обоснованного ориентацией на прямое взаимодействие с потребителем, и простоты встраивания во множество форм.