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Intelligente “elektronische” Papierprodukte steigern Wettbewerbsfähigkeit der Druckindustrie

Mittels kostengünstiger Druckverfahren hat ein innovatives EU-finanziertes Projekt drahtlose Sensortechnologie in Papierprodukte eingebaut. Die Technologie hat innovative Anwendungen in vielerlei verschiedenen Bereichen - von der Logistik bis hin zu intelligenten Verpackungen - zu bieten.
Intelligente “elektronische” Papierprodukte steigern Wettbewerbsfähigkeit der Druckindustrie
Neueste technische Fortschritte haben nun die direkte Einbindung von elektronisch aktivierten Sensoren (electronic enabled sensors) in Papierprodukte ermöglicht. Eine Elektronikverpackung kann beispielsweise die Echtheit eines Medikaments überprüfen und es können E-Mails verschickt werden, wenn die richtige Person an der richtigen Adresse das Paket öffnet.

Bis vor kurzem war es noch unwirtschaftlich, Pakete und Etiketten mit Sensoren herzustellen. Das EU-finanzierte Projekt ROPAS (Roll-to-roll Paper Sensors) hat nun diese Aufgabe gemeistert.

Im Sinne seiner Ziele integrierte das Projekt die Technologie unter Einsatz des kostengünstigen und mit hohem Durchsatz arbeitenden Rolle-zu-Rolle- (roll-to-roll, R2R) und Blatt-zu-Blatt-Druckens (sheet-to-sheet, S2S). Es entwickelte eine Technologieplattform, die gedruckte Bausteine integriert, die aus einem Papiersubtrat, Leiterpfaden, einer Antenne, Batterie und Sensorschaltern bestehen.

Die ROPAS-Technologien wurden in Form von drei Anwendungen demonstriert. Ein Sicherheitsetikett ermöglicht eine Aussage darüber, ob das Paket geöffnet wurde. Anhand eines intelligenten Labels (Smart Label) können Kunden per Funkfrequenzkennzeichnung (Radio Frequency Identification) kodierte Informationen, etwa für den Markenschutz und bei Datenschutzanwendungen, auf einfache Weise verifizieren. Darüber hinaus ist das intelligente Label mit einem Temperatur- und Feuchtigkeitssensor ausgestattet, der die Vorgeschichte eines Pakets überwacht. Und zu guter Letzt bietet ein intelligenter Umschlag (Smart Envelope) die Dienstleistungen der Nachverfolgung und der persönlichen Zustellung auf einem hohen Sicherheitsniveau ähnlich einem Einschreiben, aber zu geringeren Kosten.

Während des Projekts optimierte das Team die technischen Bausteine und vervollständigte die Funktionsprototypen für alle drei Demonstratoren. Eine vielversprechende Anwendung, an der die Projektforscher arbeiteten, war die Fertigung der Organic Radical Battery (ORB). Da die Technologie im Zusammenhang mit dieser Anwendung ganz neu ist, reichte das Team eine Patentanmeldung für das ORB-Elektrolyt-Synthese-Verfahren ein.

Zudem ermöglichten die R2R- und S2S-Versuche den Beginn der Massenproduktion von Demonstratoren. Die Wissenschaftler verbesserten die Druckprozesse unter Einsatz des Flash-Sinterns zum Härten der leitfähigen Tinte mit hoher Geschwindigkeit auf Papier und verzeichneten Fortschritte bei der Platzierung der Komponenten. Für die Technologie des intelligenten Umschlags (Smart Envelope) wurde ein Patent eingereicht, da man hier ein erhebliches Marktpotenzial sieht.

Die europäische Papierindustrie muss innovative und kostengünstige Wege gehen, um ihren Produkten Mehrwert zu verleihen und konkurrenzfähig zu bleiben. ROPAS lieferte eine Lösung mit Bausteinen für die nächste Generation von multifunktionalen Faserprodukten für mehrere Milliarden Euro schwere Marktsektoren, zu denen die Lebensmittel-, Verpackungs-, Medizin- und Logistikbranche zählen.

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Schlüsselwörter

intelligentes Papier, elektronische Verpackung, Druck, Organic Radical Battery, Flash-Sintern, ROPAS
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