(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つの電源を備える金属、ガラス、紙ベース、木ベース、またはプラスチックのスマートパッケージングに関し、パッケージングの構成要素は少なくとも１つの電源の構成要素を形成し、同構成要素は、パッケージングによる製品の収容や輸送を可能にするように寄与する構成要素または材料層であることを特徴とする。さらに、本発明は、パッケージングを製造するステップと、パッケージング上またはパッケージング内に少なくとも１つの電源を構成するステップとを含むスマートパッケージングの製造方法を対象とし、パッケージングの構成要素は、少なくとも１つの電源の構成要素を構成するのに用いられ、同構成要素は、パッケージングによる製品の収容や輸送を可能にするように寄与する構成要素または材料層である。
2021506679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの電源を備える金属、ガラス、紙ベース、木材ベース、またはプラスチックのスマートパッケージングであって、
前記パッケージングの構成要素は、前記少なくとも１つの電源の構成要素を形成し、前記構成要素は、前記パッケージングによる製品の収容や輸送を可能にするように寄与する構成要素または材料層であることを特徴とする、
スマートパッケージング。
【請求項２】
前記パッケージングの前記構成要素は、前記少なくとも１つの電源の導電層を形成する金属の構成要素である、
請求項１に記載のスマートパッケージング。
【請求項３】
前記金属の構成要素は、ボトルまたは缶の金属層、またはボトルまたは缶のアルミニウム、特に缶の蓋、タブ、缶の本体のアルミニウム、またはその組み合わせ、または樽の金属層、または他の種類の金属の容器であり、前記金属の構成要素は、紙ベース、木材ベースまたはプラスチックベースのスマートパッケージングの構成要素である、
請求項２に記載のスマートパッケージング。
【請求項４】
前記スマートパッケージングのガラス、木材ベース、紙ベース、またはプラスチックの構成要素は、前記少なくとも１つの電源の非導電層を形成する、
請求項１に記載のスマートパッケージング。
【請求項５】
前記スマートパッケージングのガラスまたはプラスチックの構成要素は、ガラスボトルのガラス本体または首部、またはプラスチックボトルのプラスチック本体または首部、またはプラスチック蓋、または セカンダリパッケージングのプラスチックまたは紙／段ボールである、
請求項４に記載のスマートパッケージング。
【請求項６】
前記パッケージングの前記構成要素は、動力エネルギーハーベスティングシステムの機械的に共振する構成要素を形成する金属、ガラス、プラスチック、または木製の構成要素である、
請求項１に記載のスマートパッケージング。
【請求項７】
前記スマートパッケージングの金属、ガラス、プラスチック、または紙ベース、木材ベースの構成要素は、少なくとも１つの電源の活性層として使用されるように前記構成要素を機能化する添加剤、または、少なくとも１つの電源の導電層として使用されるように非導電性構成要素を機能化する添加剤を含む、
請求項１に記載のスマートパッケージング。
【請求項８】
前記電源は電気化学セルであり、収容される液体が前記電気化学セルの電解質として機能する、
請求項１に記載のスマートパッケージング。
【請求項９】
パッケージングを製造するステップと、前記パッケージング上または前記パッケージング内に少なくとも１つの電源を構成するステップとを含み、
前記パッケージングの１つの構成要素は、前記少なくとも１つの電源の構成要素を構成するのに用いられ、前記構成要素は、前記パッケージングによる製品の収容や輸送を可能にするように寄与する構成要素または材料層である、
スマートパッケージングの製造方法。
【請求項１０】
前記パッケージングの前記構成要素が、前記少なくとも１つの電源の構成要素を形成するための化学的、電気化学的、誘電的、磁気的、光学的、電気機械的、または半導体特性に基づいて選択される、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記パッケージングの製造および前記少なくとも１つの電源を構成することは、前記電源の残りの部分を構成するための少なくとも１つの追加的ステップを共有し、前記残りの部分は、前記パッケージングの構成要素またはその一部から構成される構成要素以外の部分である、
請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの電源の構成要素として使用されるように、前記パッケージングの構成要素を機能化するステップを含む、
請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記パッケージングの構成要素を機能化するステップは、前記パッケージングを製造するプロセスにおいて実行される、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの電源の構成要素として使用されるように前記パッケージングの構成要素を機能化するステップは、前記構成要素に添加剤を加えることを含む、
請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの電源の構成要素として使用されるように前記構成要素を幾何学的に機能化するステップを含む、
請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１６】
センサーおよび／または通信手段および／または処理ユニットおよび／または感覚的に知覚可能な出力を、前記スマートパッケージングに少なくとも部分的に印刷することにより追加するステップを含む、
請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スマートパッケージング（smart packaging）、特に食品を収容するのに適しており、より具体的には炭酸飲料、特にビール容器として機能する、あらゆる製品の一体型スマートパッケージングに関し、特にビールの一体型スマートパッケージングに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、スマートパッケージングには、製品の状態や変化、環境の状態や変化、その他の情報を表示または伝達する機能が組み込まれている。それは、従来のパッケージングの静的および受動的な通信機能の動的かつ好ましくはアクティブな拡張であり、製品の環境における外部または内部の変化を検知、検出、または記録する能力に基づいて情報を消費者に伝達する。
【０００３】
最先端のスマートパッケージングシステムは、消費者に健康と製品の安全を提供し、また、梱包された製品の状態を監視して、保存可能期間と輸送および保管中の品質に関する情報を提供する。この方法では、保存可能期間を改善し、製品の安全性を提供するために、時間とコストのかかる品質測定の代わりに、インジケーターとセンサーが使用される。スマートパッケージングシステムでは、インジケーターは、パッケージングの周囲の状況やヘッドスペースガス（head space gases) によって製品の品質に関する情報を提供する。また、インジケーターは、パッケージング表面に取り付けたり、パッケージングに一体化されたりすることができ、これにより、保管中に形成される代謝残留物の判定が改善される。温度、微生物による腐敗、パッケージングの完全性、物理的衝撃、パッケージングされた製品の鮮度は、管理できる。
【０００４】
その一例としては、飲料容器に取り付けられ、飲料の温度履歴に関する情報をユーザーに提供するように構成されているワインカプセルに関する米国特許出願公開第２０１５３０７２４５号明細書がある。データロガーは、少なくとも１つのエネルギー貯蔵構成要素（例えば、１つ以上のコンデンサ）、エネルギーハーベスター、温度センサー、少なくとも１つのプロセッサー、少なくとも１つの第１メモリ、および少なくとも１つの無線通信機を含む。エネルギーハーベスターは、周囲の電磁エネルギーを取得する。無線通信部は、パーソナルコンピュータ、スマートフォンまたはタブレット、または無線通信部と通信し情報を受信するように構成された専用の読取装置に、格納された情報を送信するように構成される。
【０００５】
米国特許出願公開第２０１５３０７２４５号明細書のシステムの明らかな欠点は、このようなワインカプセルがボトル以外の種類のパッケージングと組み合わせるのに適していないことである。さらに、ワインカプセルがボトルから取り出されるや否や、ボトル自体が通常の「なんでもない」ボトルになる。
【０００６】
しかし、より重要な一般的な欠点は、上記のシステムが、製品の格納と品質管理の基本的なニーズをカバーするものの、消費者との相互作用や創造性の観点からのより進んだパッケージングに対する消費者の要求に応えていないことである。
【０００７】
安価な電子機器と印刷技術の登場により、最近、特に購入の追跡、在庫管理、自動再注文、改ざんやパッケージングの破損の評価などを可能にするスマートパッケージングを作成できるようになった。さらに、ライト、音生成、さまざまなタイプのセンサーおよび対応するセンサー入力、スマート電子機器、そして無線通信と組み合わせた人間、スマートデバイス、自動販売機間の相互作用を含むスマートパッケージングにより、消費者は、より充実した個人向けの体験が得られる。また、購入ポイントの個人向け広告、動機付け、賞品、およびゲームのような環境をさまざまな心理的レベルで統合して、ブランド・ロイヤルティを積極的に強化し、購入を促進することもできる。
【０００８】
上記に関して、国際公開２０１５／１４７９９５号に記載されているスマートパッケージングには、ユーザー／購入者がパッケージングとのやり取りを可能にする電子機器であって、パッケージング自体またはスマートフォンやコンピューターや自動販売機などのスマートデバイスでアクションを実行できる、あるいはデータベースが存在するようなＷｅｂサイトとの通信または通信を生じさせる電子機器を含む。例えば、ソーダのボトル、缶、またはチップスの袋は、スマートフォンに触れてコードを読み取ることができ、スマートフォンは近くにある製品の種類に基づいて１つ以上のアクションを実行できる。
【０００９】
スマートパッケージングは、少なくとも１つの電池および／またはエネルギー貯蔵要素および／またはエネルギー受信要素と、情報を保存するように構成された要素と、触れられたことを感知するように構成された要素と、情報を表示するように構成された要素および／または光を生成するように構成された要素と、情報を受信および／または送信するように構成された要素と、パッケージングの１つまたは複数の要素を互いに電気的に接続する回路と、を含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
国際公開２０１５／１４７９９５号で説明されているスマートパッケージングで行われてこなかった側面として、今日の産業用パッケージング処理とその用途とを含む現実にすでにあるものの中で、スマートパッケージング技術を一体化することが挙げられる。つまり、例えば、飲料缶、製品仕様、および関連する原材料の工業プロセスのレベルまでインテリジェンス技術を一体化するという側面は留意されてこなかった。スマートパッケージングは常に、工業プロセスにおける効率的な製造の実施を考慮することなく、描かれてきた。
【００１１】
さらに、国際公開２０１５／１４７９９５号では、上記のパッケージングの内容物、つまり炭酸飲料、特にビールに関連付けられ、必要とされる機能については特に言及していない。一例として、基本的な目的は、ビールなどの食品の時間と温度の履歴を伝達できるスマートパッケージングを提供し、最適な熟成、適切な熟成を確保し、誤用や誤操作を回避することである。別の基本的な例は、視覚、照明、音、または触覚体験のいずれかで、パッケージング内の飲料の状態を伝えるスマートパッケージングを提供することである。つまり、食品の場合、食品のタイプに対し理想的な消費温度に達することを伝える。
【００１２】
さらに、スマートパッケージングは、避けられない課題であり、デジタル技術が消費者の生活を絶え間なく速いペースで統合していくことや、ＩｏＴの普及により、ますます重要性を増している。この意味において、本発明によるスマートパッケージングによって可能となる、広範な用途を以下の説明で列挙する。
【００１３】
本発明によるスマートパッケージングのもう１つの非常に重要な目的は、生産コストを削減することであり、それは、安価な製品、特に使い捨て製品にインテリジェント機能および通信手段を付与することが費用対効果となる程度まで削減する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、少なくとも１つの電源を備える金属、ガラス、紙ベース、木材ベース、またはプラスチックのスマートパッケージングに関し、パッケージングの構成要素は、少なくとも１つの電源の構成要素を形成し、同構成要素は、パッケージングによる製品の収容や輸送を可能にするように寄与する構成要素または材料層であることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明は、パッケージングを製造するステップと、パッケージング上またはパッケージング内に少なくとも１つの電源を構成するステップとを含むスマートパッケージングの製造方法を対象とし、パッケージングの１つの構成要素は、少なくとも１つの電源の構成要素を構成するのに用いられ、同構成要素は、パッケージングによる製品の収容や輸送を可能にするように寄与する構成要素または材料層であることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１−９】図１−９は、本発明によるスマートパッケージングのいくつかの実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
世界がますますＩｏＴに移行していることから、本発明によるスマートパッケージングは、パッケージングにおいて広範囲のインテリジェントな機能性を提供し、工業プロセスのレベルまで統合し、消費者が関与しブランドを強化するのに利用することができる。それはとりわけ、製品の信頼性と原産地改ざん証明の証拠、さらには供給元と納入先の追跡、およびサプライチェーンの最適化にも利用できる。
【００１８】
加えて、本発明によるスマートパッケージングは、スマートな接続された製品を製造するためのスマートパッケージングのコストを下げ、インテリジェントな機能および通信手段を安価な製品に付加する費用対効果を得る。
【００１９】
したがって、第１の実施形態では、本発明は、少なくとも１つの電源を備える、金属、ガラス、紙ベース、木材ベース、またはプラスチックのスマートパッケージングを提供し、パッケージングの構成要素は、少なくとも１つの電源の構成要素を形成することを特徴とする。
【００２０】
スマートパッケージングは、一次的（プライマリ）または二次的（セカンダリ）のどちらであってもよい。
【００２１】
本発明の趣旨において、スマートパッケージングに梱包される製品は、固体または固体でない任意のタイプの製品、任意のタイプの物質、液体、食品、非食品などであってもよい。特に、液体製品は、液体食品、特に飲み物（炭酸、炭酸、非アルコール、ノンアルコール、ジュース、スポーツ飲料）、または塗料、薬剤、化学薬品、溶剤、油などとして適用できる。
【００２２】
スマートプライマリパッケージング（一次包装）の構成要素は、製品容器として機能するためにパッケージングに必要な材料要素として解釈される。すなわち、パッケージングにより製品を収容したり輸送したりできるようにする、より具体的には食品容器として、さらに具体的には炭酸飲料容器として、特にビール容器として機能し得るようにするものである。
【００２３】
スマートセカンダリパッケージング（二次包装）の構成要素は、プライマリパッケージングを保持するためにパッケージングに必要な材料要素として解釈される。
【００２４】
スマートセカンダリパッケージングの構成要素は、パッケージングが製品の収容や輸送を可能にするように寄与する構成要素または材料層であると理解される。
【００２５】
パッケージングが製品の収容や輸送を可能にするように寄与しない構成要素または材料層は、例えば、単にインクやワニスなどの装飾層または装飾層システムとして機能するに過ぎないものであり、それは構成要素として解釈されない。
【００２６】
印刷された電池を有するパッケージング（ここでは、パッケージングは印刷するための基板であり、パッケージングの外側面は、電池を構成するのと同様に、必要な層を印刷するのに適していることが求められるに過ぎない）とは反対に、本発明においては、パッケージングの構成要素は、実際の電源の不可欠な要素であり、電源の適切な機能に必要な材料特性を備えている必要がある。
【００２７】
別の例が、欧州特許２６６２３０４号明細書に記載されている。ここでは、導電性ストリップがボトル表面に形成され、ボトル表面はボトルのキャップを電源に接続することにより、キャップが取り外されると回路が遮断され、それによりＬＥＤが作動する。キャップは、ＬＥＤを起動するための単なるスイッチである。しかし、パッケージングが製品の収容や輸送を可能にするように寄与するパッケージングの構成要素であって、電源の構成要素を形成する構成要素はない。
【００２８】
別の例が欧州特許第２２２５９７８号明細書に記載されており、そこでは熱電発電素子を取り付けるためのギャップを作るために、追加のプラスチック内壁を形成しなければならない。
【００２９】
言い換えると、構成要素は、電源が適切に機能するために不可欠であり、電源が完全に構成される前の状態でパッケージングに既に存在している構成要素である。その結果、電源の機能に必要であることから、特定の構成要素（特定の材料層）を欠くパッケージングの製造で電源を構成するプロセスを少なくとも部分的に統合することはできない。スマートパッケージングと電源の両方が共通の構成要素を有する。つまり、パッケージングの構造、またはパッケージングの一部の構造に含まれ、単に装飾層として機能するのではなく、電源の必要な構成要素として機能する構成要素である。
【００３０】
その結果、電源の製造は、スマートパッケージングの製造に少なくとも部分的に統合され、材料コストの削減、生産時間の短縮、および全体的な生産コストの削減につながり、安価な製品、特に使い捨て製品にインテリジェント機能と通信手段を配置することが費用対効果を得るに至るまでとなる。
【００３１】
概して、本発明は、あらゆるタイプの製品用の容器を工業的に大量に生産するレベルまで、インテリジェントな技術を統合することを可能にする。
【００３２】
本発明の趣旨において、電源は、パッケージングに組み込まれた任意のタイプのデバイスであり、パッケージング内または上、またはパッケージングに接続された任意のタイプの電気エネルギー消費システムに電気エネルギーを提供する。後者の場合の例として、プライマリパッケージングは、セカンダリパッケージングに電気エネルギーを供給してもよく、その逆であってもよい。そのような電源は、例えば電池や（スーパー）コンデンサなどの電池（または電気化学セルとも呼ばれる）、電磁的（例えばＲＦ）エネルギーハーベスターなどのエネルギーハーベスティング要素、動力、圧電、電気力学、熱電の発電機、光起電（例えば、有機光起電（ＯＰＶ））、または磁場（誘導）エネルギーハーベスターなどであってもよい。
【００３３】
エネルギーハーベスティング要素は、電気エネルギーに変換可能なあらゆる種類のエネルギーによって作動する。エネルギーハーベスティング要素の種類に応じて、電磁場や磁場などのいくつかのタイプの作動トリガーによって作動および制御されてもよい。さらに、光（例：太陽エネルギー）、（局所的に加えられた）温度変化、（局所的に加えられた）圧力変動、または（局所的に加えられた）歪みの変動、動き、または振動が作動を引き起こすものであってもよい。各タイプの作動のトリガーは、スマートパッケージングの外部の手段、例えば、店の棚やレジに置かれた電磁界発生器など、ＰＯＳで提供される手段によって生成してもよい。
【００３４】
スマートパッケージングに統合されたエネルギーハーベスティング要素は、別のパッケージングによって外部から作動させてもよい。後者は、別のプライマリまたはセカンダリパッケージング内または上に構成されたエネルギーハーベスティング要素を作動させるのに適切な手段を有する、任意のタイプの（スマート）プライマリまたはセカンダリパッケージングであってもよい。一例として、セカンダリパッケージングによって生成された電磁場により、対応するプライマリパッケージング上の誘導エネルギーハーベスターを作動させてもよいし、その逆であってもよい。
【００３５】
本発明による一実施形態では、スマートパッケージングは、デジタル論理、処理ユニット、メモリ、プログラマブルゲートアレイを含むゲートアレイ、レジスタ抵抗器などの受動部品、コンデンサ、インダクタ、アナログ計装、電力制御回路、ディスプレイドライバ回路、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る任意のタイプのサポート電子システムをさらに備えてもよい。これらのサポート電子システムは、スマートパッケージング基板に取り付けられ、基板上の導電性トラックで接続された個別の構成要素、および／または基板上に印刷された構成要素から構築してもよい。
【００３６】
より具体的には、本発明によるスマートパッケージングは電源を備え、パッケージングの単一の構成要素または複数の構成要素が、少なくとも１つの電源の構成要素の一つの構成要素または複数の構成要素を形成し、および／または、以下の機能領域の可変数の構成要素の組み合わせをさらに備えていてもよい。
【００３７】
・センサー。本発明によるスマートパッケージングでは、スマートセンサーパッケージングに統合するのに適した任意のタイプのセンサーを使用してもよく、個別のセンサー構成要素または印刷可能なセンサーであり、とりわけ光、色、力または歪み、近接、液体レベル、流量、気体の存在、湿度、粘度、温度、圧力、化学汚染、位置と地理的位置、加速度、動き、接触、衝撃、生体認証などを測定または表示することができる。それらはまた、人体からまたは人体の周囲の情報（例：心拍数、呼吸数、身体活動、睡眠パターンなど）を取得してもよい。また、スマートパッケージングの中または上にカメラを配してもよい。
【００３８】
・処理ユニット。本発明によるスマートパッケージングでは、スマートパッケージングに組み込むのに適した任意のタイプの処理ユニットを使用することができる。成長しているＩｏＴ市場に刺激を受けた主流のチップ開発者は、集積メモリを備えた超小型、超低電力チップを発売している。柔軟なポリアミド、ポリエステルホイルなどのような薄膜材料上にプロセッサーを印刷することを可能にする新技術がある。通信およびメモリなどの他のシステムを印刷して、システムオンチップ（ＳｏＣ）として知られる特定の解決手段を作り出すこともできる。
【００３９】
・通信ユニット。本発明によるスマートパッケージングでは、接続プロトコル規格またはカスタムプロトコルを介して通信するのに適した任意のタイプの通信ユニットを実装することができる。さまざまなデータスループットおよび伝送範囲用に、さまざまな接続規格が設計されている。本発明の各実施形態については、最も適した規格が決められてもよい。今日では数多くの通信手段の規格があり、スマートフォンを中心とした市場における有力候補は、ローカライズされた通信にはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）とＮＦＣである。ただし、ＩｏＴに接続されるデバイスが増えるにつれて、ＳｉｇＦｏｘなどの専用ネットワークが、プライマリおよびセカンダリパッケージングを、世界中の接続された他のデバイスやオブジェクトに接続することで、将来重要な役割を果たす可能性がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ、Ｚ−ｗａｖｅ、６ＬｏｗＰａｎ、Ｔｈｒｅａｄ、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｃｅｌｌｕｌａｒ、ＮＦＣ、Ｓｉｇｆｏｘ、Ｎｅｕｌ、ＬｏＲａＷＡＮ、Ｌｉ−Ｆｉがある。
【００４０】
・知覚可能な出力。知覚可能な出力は、ユーザーまたは消費者がパッケージングなどの知覚可能な状態の変化を知覚できるように、パッケージングに統合された任意のタイプのデバイスであってもよい。そのような出力は、視覚的出力、音声出力、触感出力、または触感、味覚、または匂いなど他の感知可能な出力であってもよい。より具体的には、視覚的出力は、電気的、電磁的、または磁気的制御下で、あるいは圧力、ひずみ、または温度変化をトリガーに、容器のある領域が光を発するか、特定の波長の光の吸収または透過（色の変化など）を変更できるようにするパッケージングに統合された任意のデバイスであってもよい。光を発する、吸収する、または透過させることは、任意の種類の色信号を示すこと、またはグラフィック、テキスト、ロゴ、動画を提供すること（ブランド、ラベル、インタラクティブなラベルなどを提示することを含む）、またはグラフィック、テキスト、ロゴなどを周囲にある物体に投影することを含み得る。視覚的出力は、例えば、とりわけ液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、電子ペーパーディスプレイ（ＥＰＤ）、硬質または可撓性のある有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、エレクトロクロミックディスプレイ、エレクトロルミネセントディスプレイ、電気泳動ディスプレイ、ＯＬＥＤ光源、ＬＥＤ光源、またはそれらの任意の組み合わせ、あるいは適切なサイズを有する任意の種類のプロジェクターまたはビーマーなどの任意の種類のディスプレイであってよい。触覚出力は、パッケージングに統合されたデバイスで、パッケージングの少なくとも一部が、電気制御の下で、ユーザーが容器を保持または接触することで感じるように、力、振動、または動きを加えることができるデバイス、あるいは、そのような力、振動、または動きが他の物体、例えば、パッケージング内または棚上の他のボトルに伝わるように、力、振動、または動きを加えることができるデバイスを用いてもよい。そのようなデバイスは、例えば圧電材料を使用することができる。音声出力は、音声信号を空中に送信したり、音声信号をパッケージングを囲む他の物体に変換して音声信号を空中に送信したりするために、パッケージングのある領域を振動させることができるパッケージングに統合されたデバイスを用いてもよい。振動の周波数範囲は、人間の聴覚の周波数範囲、ならびに超音波および亜音速周波数を含み得る。音声出力の例は、静電型スピーカまたは薄膜フレキシブルスピーカであってもよい。他の知覚的触覚出力は、ユーザーまたは消費者がパッケージングの表面状態の変化（粗さの変化、静電気など）を知覚させる、活性化時に放出される匂いを感じさせる、活性化などで放出される味を感じさせる、パッケージングに統合された任意のタイプのデバイスであってもよい。
【００４１】
本発明による実施形態は、ガラス、または金属（例えば、アルミニウム）またはプラスチックで作られたボトル、または金属缶、または金属樽、または木製のボトルまたは樽などの飲料用のプライマリパッケージングを対象とすることができる。そのようなプライマリパッケージングは、特に炭酸飲料、好ましくはビールに適している場合がある。
【００４２】
本発明による他の実施形態は、カートン、マルチパック、トレイ、ＨｉＣｏｎｅ、プラスチックのリングキャリア、プラスチックのヨーク、板紙のバスケット、板紙のオーバーラップおよびカートン、段ボール箱、ＨＤＰＥプラスチックのハンドル、６個パックのリング、およびシュリンクパックなどのセカンダリパッケージングを対象としてもよい。
【００４３】
少なくとも１つの電源の構成要素を形成するパッケージングの構成要素は、とりわけ次のものであってもよい。ガラス容器のガラス、ホットエンドコーティング層（酸化スズ、その他の酸化物、または化学蒸着などによって適用され、コールドエンドコーティングの密着性を高めるその他の同等の材料）、コールドエンドコーティング層（例えば、ポリエチレンウェイ、またはスプレーコーティングによって適用され、例えば、ボトルがラインを通過するときに表面を滑りやすくする他の同等の材料）、プラスチック容器のプラスチック、プラスチックキャップまたは蓋のプラスチック、本体、蓋、リングプル、またはリベットを含む金属缶の金属、バルブとステムを含む樽の金属、金属キャップまたは王冠、金属容器の内部ポリマーコーティング、スプレーコートエポキシ（例えば、金属缶またはボトルの金属材料に塗布）、金属酸化物層（例えば、金属飲料缶またはボトルの基板の陽極酸化処理により実装）、金属層（例えば、飲料缶またはボトルの金属基板へのめっきによって溶着）、ポリマー層（例えば、シールおよび腐食防止を形成するために王冠またはスクリューボトルトップの内側に成形）、セカンダリパッケージングの繊維板または段ボール、またはカンダリパッケージングのプラスチック部品（例えば、ボトルをまとめて保持するリングや取っ手）、木樽の木材など。
【００４４】
本発明による全般的な実施形態では、少なくとも１つの電源を含むスマートメタル、ガラス、紙ベース、木材ベース、またはプラスチックのスマートパッケージングを提供することができ、ここでは、パッケージングの構成要素は、少なくとも１つの電源の構成要素を形成するための適切な化学的、電気化学的、誘電的、磁気的、光学的、電気機械的、または半導体的特性を有する。言い換えると、少なくとも１つの電源の構成要素を形成するパッケージングの構成要素は、その化学的特性（例：太陽電池のＴｉＯ２）、その電気化学的特性（例：電池アノード）、その誘電特性（例えば、ＲＦアンテナ）、磁気特性（誘導アンテナなど）、光学特性（太陽電池の透明層など）、電気機械特性（運動エネルギーハーベスター／アクチュエーターの圧電層など）、または半導体特性（ホットエンド酸化物コーティングなど）に基づき選択されてもよい。
【００４５】
一実施形態では、本発明は、少なくとも１つの電源を含む金属、ガラス、紙ベース、木材ベース、またはプラスチックのスマートパッケージングを提供し、スマートパッケージングの金属の構成要素は、少なくとも１つの電源の導電層を形成してもよい。
【００４６】
導電層を形成する金属の構成要素は、ボトル、缶または樽の金属層、またはボトル、缶または樽のアルミニウム、特に缶の蓋、タブ、本体のアルミニウム、またはその組み合わせであってもよい。
【００４７】
導電層を形成する金属の構成要素は、飲料樽、代表的にはステンレス鋼、または他の種類の金属製容器の金属層であってもよい。
【００４８】
導電層を形成する金属の構成要素は、紙ベース、木材ベース、またはプラスチックベースのスマートパッケージングの構成要素であってもよい。プラスチックボトルは、例えば、本体または首に金属リング構造を備えてもよく、または段ボールトレイは剛性を高める金属層を備えてもよく、またはカートンパッケージングは統合された金属（例えばＴｅｔｒａｐａｋ）を備えてもよい。
【００４９】
導電層を形成する金属の構成要素は、例えばガラス瓶の王冠のブリキ板または王冠自体の金属など、ボトルの閉鎖部の金属層であってもよく、またはロール・オン・ピルファー・プルーフ（ＲＯＰＰ：Ｒｏｌｌ Ｏｎ Ｐｉｌｆｅｒ Ｐｒｏｏｆ)キャップのアルミニウム層であってもよい。
【００５０】
本発明の一実施形態では、スマートパッケージングの金属の構成要素は、電池またはエネルギーハーベスティング要素の電流コレクターを形成してもよく、または電池を作製するために使用される電気化学セルのアノードおよび／またはカソードを形成してもよい。
【００５１】
スマートパッケージングの金属の構成要素は、熱電発電機の熱伝導性材料を形成してもよい。
【００５２】
スマートパッケージングの金属の構成要素は、ＲＦエネルギーハーベスターの接地面を形成したり、誘導エネルギーハーベスターの性能を向上させるための磁性材料としても機能してもよい。
【００５３】
さらに、スマートパッケージングの金属の構成要素は、運動エネルギーハーベスティングシステムの機械的に共振する構成要素を形成してもよい。運動エネルギーハーベスティングシステムは、共振システムを使用した振動発電機とも呼ばれる。同システムは、発電機の共振周波数が運動振動周波数または周囲振動周波数と一致したときに最大電力を生成する。パッケージングの移動に加えて、振動モーターやラウドスピーカー要素など、パッケージング自体の外部にある隣接する物体によって、運動エネルギーが誘導されてもよい。
【００５４】
本発明の特定の実施形態では、パッケージングの金属の構成要素は、別の金属の構成要素または層または構成要素と重なり合ってもよい。そのような重なり合う金属層を使用して、間に活性層を配置できる電源の２つの導電層を形成できる。
【００５５】
金属の重なりの例は次のものであってもよい。
【００５６】
−缶の上部の折り畳まれた継ぎ目は、２つの基板の６層に重なることができる。
【００５７】
−３ピース缶の継ぎ目は、複数の金属基板層の重ね合わせを提供してもよい。機能的な活性層を間に追加できる。
【００５８】
−缶のリング状プルと上部との重なりは、缶のリング状プルと上部との間に活性層を備えた２つの電極を形成することができる。リベットは電気的接続を形成してもよい。
【００５９】
−アルミニウムのボトルとスクリュートップまたは王冠トップとを重ね合わせる。
【００６０】
−金属製王冠キャップ、または金属製ボトルの上に導電性ホイルを重ねる。
【００６１】
本発明の特定の実施形態では、パッケージングの導電性構成要素が電気化学セル（電池）の導電層を形成するスマートパッケージングを提供することができる。より具体的には、導電性構成要素は、下部電流コレクター層および/または下部電極を形成してもよい。当業者は、電池の化学的性質と電極材料の基板を一致させる必要があることを理解している（例えば、鉄とアルミニウムの両方の陽極電池の相性が実証されている）。
【００６２】
下部電極の上部に、以下の追加の層を蒸着させて、電気化学セルをさらに構成してもよい。
【００６３】
−電極材料（電極材料が電流コレクター層と同じ材料ではない場合）。これには、双方が金属または他の適切な材料を含んでいてもよい。他の適切な材料は、例えば、炭素、亜鉛、二酸化マンガン、酸化銀である（構成要素の機能化に関する次の段落を参照）。
【００６４】
−電解質は、適切に密閉された、収容された液体、ゲルまたはポリマー溶媒/マトリックスの形態をとることができる。
【００６５】
−上部電極材料は、ベース材料と電解質と合わせる。
【００６６】
−上部電極材料を上部電流コレクターとして使用できない場合は、上部電流コレクター層とする。
【００６７】
金属缶の場合、これらの層は、原則として、缶の内側または外側（すなわち、缶の金属の側）に組みつけられているもよい。
【００６８】
空気中の周囲の酸素は、金属容器の構成要素（例えば、アルミニウムまたは鉄）をアノードとしても使用できる金属空気電池構造の観点から、カソードとしても使用できる。
【００６９】
本発明に照らして適用される電解質は、代表的には、電極間の電気化学イオンの流れを可能にするゲルまたは液相材料であり得る。適用可能な任意の層蒸着技術を適用してもよいし、カプセル化された中に収容された液体であってもよい。典型的な電解質の例には、塩化亜鉛溶液と水酸化カリウム溶液が含まれる。より一般的には、電極に適合し、電極間でイオンの移動を可能にするキャリアイオンを含む任意の適切な溶液が適切である。以下で説明するように、場合によっては、プライマリパッケージングに含まれる液体は、電解質としても機能してよい。
【００７０】
本発明の別の特定の実施形態では、パッケージングの導電性構成要素が光起電セルの導電層を形成するスマートパッケージングが提供されてもよい。より具体的には、導電性構成要素は電極を形成してもよい。導電性の金属の構成要素は、太陽電池のベース電極を形成してもよい。通常、金属の構成要素は不透明であるため、光は最上層から下方へと太陽電池に入射すると想定される。
【００７１】
ベース電極の上部には、以下の追加の層を蒸着して、光起電セルをさらに構成してもよい。
【００７２】
−活性層（これらの活性層の一部は、構造的または非構造的要素としてスマートパッケージングに既に存在する場合がある）。例えば、装飾に使用される塗料に存在する二酸化チタン（ＴｉＯ２）、高温処理段階で蒸着した金属酸化物。
【００７３】
−光が太陽電池に入ることを可能にする透明な導電性材料で構成される上部電極層。
【００７４】
本発明の別の特定の実施形態では、パッケージングの導電性構成要素が熱電セルの導電層を形成するスマートパッケージングが提供されてもよい。より具体的には、導電性構成要素は、単一の熱電セルのベース電極を形成してもよい。このベース電極の上には、熱電セルをさらに構成するために次の追加の層を蒸着させることができる。
【００７５】
−適切なｐおよびｎ型半導体材料、例えばテルル化ビスマスの２つの別個の／平行な層。これらは、適切なカプセル化／絶縁材料を使用して、互いに電気的に絶縁する必要がある。
【００７６】
−適切なカプセル化／絶縁材料を使用して互いに電気的に絶縁された、ｐおよびｎ型層に別個に蒸着された上部電極。
【００７７】
熱電セルの場合、上記の層は熱伝導性でなければならないことは当業者に理解される。金属（または他の導電性材料）容器の場合、これらの層は原則として缶の内側または外側に組みつけられてもよい。
【００７８】
本発明のさらに別の特定の実施形態では、パッケージングの導電性構成要素が力発電機または動力発電機の導電層を形成するスマートパッケージングが提供されてもよい。より具体的には、導電性構成要素は、圧電変換器のベース電極を形成してもよい。
【００７９】
このベース電極の上には、圧電トランスデューサをさらに構成するために、次の追加の層を蒸着させてもよい。
【００８０】
−活性層、例えば圧電材料。
【００８１】
−上部電極層。
【００８２】
スマートパッケージングに２つの重なり合う導電層が含まれる場合、上部電極はスマートパッケージングの構造的な導電性構成要素で構成してもよい。
【００８３】
金属（または他の導電性材料）容器の場合、これらの層は原則として缶の内側または外側に組みつけられてもよい。
【００８４】
本発明のさらなる実施形態では、パッケージングの導電性構成要素が電磁エネルギーハーベスティング要素の導電層を形成するスマートパッケージングが提供されてもよい。より具体的には、導電性構成要素は、エネルギーを収集するためのＲＦアンテナ構造の接地面を形成してもよい。
【００８５】
この接地面の上には、ＲＦエネルギーハーベスティング要素をさらに構成するために、次の追加の層を蒸着させてもよい。
【００８６】
−絶縁／誘電層。これには、スマートパッケージングの製造プロセスですでに使用されている非導電性塗料および／またはラッカーが含まれていてもよい。
【００８７】
−導電性アンテナ層。その形状は、収集されるＲＦ放射の周波数に一致するように設計される。
【００８８】
本発明の別のさらなる実施形態では、パッケージングの導電性構成要素が誘導エネルギーハーベスティング要素の導電層を形成するスマートパッケージングが提供されてもよい。より具体的には、金属の導電性構成要素は、誘導エネルギーハーベスティング要素のコイルの両側間のブリッジとして使用される相互接続層を形成してもよい。
【００８９】
さらに、金属の導電性構成要素の正確な組成物を調整して、その磁気特性を最適化し、コイルの性能を向上させてもよい。
【００９０】
この磁性金属基板の上には、誘導エネルギーハーベスティング要素をさらに構成する以下の追加層を蒸着させてもよい。
【００９１】
−絶縁／誘電層。これには、スマートパッケージングの製造プロセスですでに使用されている非導電性塗料および／またはラッカーが含まれもよい。
【００９２】
−導電性アンテナコイルは、スパイラルの形をとるか、容器の外側に巻き付けられてもよい。
【００９３】
最終的なカプセル化層の上には、コイルの両側を接合するためにブリッジ導体が必要になる場合がある。この機能は、コイルの両端に適切に接続された導電性の金属の構成要素の基板によって実行されてもよい。
【００９４】
金属製容器の場合、これらの層は原則として容器の内側または外側に組みつけられてもよい。
【００９５】
一実施形態では、本発明は、少なくとも１つの電源を含む金属、ガラス、紙ベース、木製、またはプラスチックのスマートパッケージングを提供し、ここでは、スマートパッケージングのガラス、紙ベース、木製、またはプラスチックの構成要素は、少なくとも１つの電源の非導電層を形成する。
【００９６】
スマートパッケージングのガラスまたはプラスチックの構成要素は、例えば、ガラス瓶のガラス本体または首部、またはプラスチックボトルのプラスチック本体または首部、またはプラスチック蓋であってもよい。
【００９７】
本発明の一実施形態において、スマートパッケージングのガラス、紙ベース、木製、またはプラスチックの構成要素は、電気的絶縁構成要素、または保護カプセル化層を形成してもよい。
【００９８】
さらに、スマートパッケージングのガラスまたはプラスチックの構成要素は、動力エネルギーハーベスティングシステムの機械的に共振する構成要素を形成してもよい。
【００９９】
さらに、スマートパッケージングのガラスまたはプラスチックの構成要素は、光透過性のカプセル化層、または光起電セルの別の光透過性の構成要素を形成してもよい。
【０１００】
さらに、パッケージングの非導電性構成要素は、本文でさらに説明するように、２つの導電層として、または活性層として機能するように機能化できる重なり構造を形成してもよい。
【０１０１】
そのような非導電性の重なり構造の例は以下の通りである。
【０１０２】
−ポリマーまたはガラス瓶と、それぞれのネジ蓋または王冠蓋との重なり。
【０１０３】
−紙箱の折り目と縫い目。
【０１０４】
−金属製ボトルトップの内側（王冠とスクリュートップの両方）に存在するポリマーシール層。
【０１０５】
−「ボトル・イン・ボトル」容器内のポリマー層間の重なり。
【０１０６】
本発明によれば、金属、ガラス、紙ベース、木製、またはプラスチック部品以外の構成要素は、構造コーティングであってもよい。例えば、ガラス瓶のホットエンドコーティングは、金属酸化物を含み、半導体層として機能してもよい。
【０１０７】
本発明の一実施形態では、パッケージングの非導電性構成要素が電気化学セルの非導電性層を形成するスマートパッケージングを提供することができる。より具体的には、非導電性構成要素（例えば、ボトルのガラス、またはセカンダリパッケージングの段ボール）は、横並び構造の平面電極で電池の電極を絶縁してもよい。
【０１０８】
非導電性構成要素の上には、次の追加の層を蒸着させてもよい。
【０１０９】
・分離された底部導電性の電流コレクター領域と電極。これらは、適切なカプセル化／絶縁材料を使用して、さらに互いに電気的に絶縁させてもよい。
【０１１０】
・各電流コレクター領域の電極材料。金属または選択した電池の化学的性質に適した他の材料を含んでもよい。当該材料は、例えば、炭素、亜鉛、二酸化マンガン、酸化銀である。これらは、適切なカプセル化／絶縁材料を使用して、互いに電気的に絶縁すべきである。
【０１１１】
・電解質（両方の電極を覆って化学的に結合させる）。これは、液体、ゲル、またはポリマー溶媒/マトリックスの形態を取り、適切に密閉されてもよい。
【０１１２】
本発明の別の実施形態では、パッケージングの非導電性構成要素が太陽光電池の非導電性層を形成するスマートパッケージングが提供されてもよい。より具体的には、透明な非導電性構成要素（例えば、ボトルのガラス、または透明なプラスチック）は、光がセルに入るための光起電セルのウインドウを形成してもよい。
【０１１３】
非導電性構成要素の上には、次の追加の層を堆積させてもよい。
【０１１４】
・太陽電池に光を入らせる透明な導電性材料で構成される下部電極層。なお、太陽電池では、この機能に透明の導電性の金属酸化物が一般的に使用され、金属酸化物は一般に、製造中に「ホットエンドコーティング」としてガラス瓶に適用される。したがって、ホットエンドコーティングは、原則としてこの層を利用できる。
【０１１５】
・活性層。一部は、容器を組み立てるために使用される材料にすでに含まれている場合がある。例えば、
−装飾用塗料に含まれる二酸化チタン（ＴｉＯ２）
−熱加工段階で蒸着される別の層
−上部電極層。下部電極が透明である場合、これは不透明または透明電極であってもよい。
【０１１６】
本発明の全体的な実施形態では、パッケージングの構成要素が電池（電気化学セル）の構成要素を形成し、収容される液体が電池の電解質として機能するスマートパッケージングが提供される。例えば、飲料、特にビールなどの炭酸飲料が電解質として機能するためには、液体は電極材料に適合した溶解イオンを含む必要がある。したがって、次のオプションのいずれかが必要になる場合がある。
【０１１７】
−使用される電池の化学的性質および電極との互換性のために、容器の液体内容物に追加されたイオン。
【０１１８】
−電極材料は、パッケージングの液体内容物にすでに存在するイオンと一致するように選択してもよい。
【０１１９】
−両方の追加イオンがパッケージングの液体内容物に追加され、パッケージングの壁の追加電極に一致する。
【０１２０】
特に、ビールは、通常は酸性化合物を含むため、電解質として機能してもよい。
【０１２１】
さらに、液体は電解質を形成するため、潜在的に、電気化学セルがプライマリパッケージング内に構成される。
【０１２２】
さらに、通常、液体のパッケージングは１００％充填されていないため、電解質（液体）とパッケージングの壁の上部との間にエアギャップがあり、方向によっては、パッケージング内の位置が変わる場合がある。これを利用するように電極を配置することにより、この機能を使用して、向きに応じて電池を意図的にアクティブまたは非アクティブにしてもよい。
【０１２３】
液体が電解質として機能する実施形態では、図１および図２に示すように、スマートパッケージングの導電性構成要素は、電流コレクターの１つまたは電極の１つを構成してもよい。例えば、スマートパッケージングの金属の構成要素は、電極が印刷される電流コレクター層を形成するか、または、金属が電流コレクターを必要とせずに電極自体を形成してもよい。スマートパッケージングの非導電性構成要素は、その上に、電流コレクター層および／または電極層が印刷されており、２つの層間の電気的絶縁として機能する。
【０１２４】
液体が電解質として機能する別の実施形態では、スマートパッケージングは複数の（２つ以上の）部品からなる容器であり、その異なる構造部品は互いに電気的に絶縁され、それぞれ異なる電流コレクターおよび／または潜在的に異なる電極を形成する。複数部品の容器構造の第一の重要な利点は、金属製の複数部品容器の２つ以上の部品間の接合部が、２つの部品を電気的に絶縁する絶縁材料を含むことができることである。これにより、新たに絶縁することなく、個別の電極を形成できる。第２の重要な利点は、２つの導電部品が異なる材料で作られるか、異なる材料で事前にコーティングまたは機能化されて、２つの異なる電極を形成できることである。これにより、追加のコーティングが不要になる。
【０１２５】
一実施形態において、本発明は、スマートパッケージングの構成要素が少なくとも１つの電源の活性層を形成するように機能化され得る、少なくとも１つの電源を含む金属、ガラス、紙ベース、木製、またはプラスチックのスマートパッケージングを提供する。
【０１２６】
本発明の全体的な趣旨において、構成要素を機能化することは、電源の構成要素として使用されるのに適したものにするために構成要素に変更を加えるものとして理解される。
【０１２７】
本発明による一実施形態では、スマートパッケージングの構成要素の１つまたは複数は、少なくとも１つの電源の構成要素として使用されるために構成要素を機能化する添加剤を含んでもよい。
【０１２８】
添加剤は、構成要素を、動力発電機または誘導エネルギーハーベスティング要素の活性層として使用されるように機能化する、圧電材料、静電材料、または磁性材料などの電気機械材料を含んでもよい。
【０１２９】
本発明による一実施形態では、スマートパッケージングの構成要素の１つ以上は、少なくとも１つの電源の導電層として使用されるように非導電性構成要素を機能化する添加剤を含んでもよい。
【０１３０】
添加剤は材料に追加して、選択した電気化学セルの化学的性質において電極として直接作用したり、材料を半導体化して、太陽電池や熱電発電機または力／動力発電機において活性層として機能してもよい。
【０１３１】
本発明による一実施形態では、スマートパッケージングの構成要素の１つ以上は、少なくとも１つの電源の構成要素として使用されるように幾何学的に機能化されてもよい。構成要素は、押され、スタンプされ、または折り曲げられてもよく、および／または機械的共振特性を得るために他の構成要素と重なってもよく、または共振システムまたは電気的接続構造を形成してもよい。
【０１３２】
本発明による一実施形態では、パッケージングを製造し、パッケージング上またはパッケージング内に少なくとも１つの電源を構成するステップを含み、パッケージングの構成要素は少なくとも１つの電源の構成要素を構成するのに用いられる、スマートパッケージングの製造方法が提供される。
【０１３３】
本発明の方法において、パッケージングの構成要素から構成される構成要素は、活性層、導電層（例えば電極）、絶縁層、およびカプセル化層などの少なくとも１つの電源の任意の構成要素であってもよい。
【０１３４】
少なくとも１つの電源の残りの部分、つまりパッケージングの構成要素またはその一部から構成される構成要素以外の部分は、利用可能な技術によってスマートパッケージングに追加してもよい。特にスクリーン印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷、ゼログラフィー、リソグラフィー、蒸着、スパッタリングエッチング、コーティング、化学蒸着、エンボス加工、スタンピング、レーザーパターニング、モールドパターニング、電気メッキ、陽極酸化処理、浸漬コーティング、スピンコーティング、接着、容器内のポリマーのブロー成形など、任意の印刷、蒸着、または成形技術を使用してもよい。
【０１３５】
少なくとも１つの電源の残りの部分は、装飾レイヤー、ワニス、ラッカーなど、構成要素以外のパッケージングの構成要素から構成してもよい。そのような場合、パッケージングを製造することと少なくとも１つの電源を構成することとが共通の構成要素を使用するということに加えて、残りの部分を構成する追加のプロセスのステップを共有してもよい。例えば導電層でもある装飾層を印刷するステップや、電気的な絶縁層でもあるコーティングをスプレーするステップである。
【０１３６】
本発明による一実施形態では、少なくとも１つの電源の構成要素として使用されるために、構成要素を機能化するステップを含む方法を提供してもよい。このようなパッケージングの構成要素を機能化するステップは、パッケージングを提供した後に少なくとも１つの電源を構成するプロセスで実行されてもよいし、パッケージングを製造するプロセスで実行されてもよい。
【０１３７】
本発明による一実施形態では、少なくとも１つの電源の構成要素として使用されるように構成要素を機能化するステップは、構成要素の化学的および／または物理的特性を変える添加剤を加えることを含む。
【０１３８】
添加剤は、原材料の製造プロセス中に原材料に添加してもよい。例えば、添加剤は、固化する前にガラス、プラスチックまたは金属に添加してもよいし、紙ベースのパルプに添加してもよい。そのような添加剤は、その機能性を高めるためにマイクロカプセル化してもよい。
【０１３９】
添加剤はまた、圧延またはエンボス加工によって原材料に埋め込んでもよいし、化学反応によって表面に結合させてもよい。
【０１４０】
本発明による一実施形態では、パッケージングの金属、ガラス、プラスチック、または紙ベースの構成要素は、少なくとも１つの電源の活性層として使用されるように構成要素を機能化する添加剤を含んでもよい。
【０１４１】
本発明によるさらに別の実施形態では、パッケージングの製造中に、構成要素を、パンチング、スタンピング、折り畳みなどの成形ステップに付すことによって、少なくとも１つの電源の構成要素として使用するように構成要素を幾何学的に機能化するステップを含む方法が提供される。そのようなプロセスのステップは、構成要素に機械的共振特性を与えるか、あるいは共振システムまたは電気的接続構造を生成してもよい。
【０１４２】
本発明によるさらに別の実施形態では、構成要素を、例えば焼き付けまたは硬化など熱にさらすことにより、またはアニーリング、レーザー照射などに付すことにより、少なくとも１つの電源の構成要素として使用されるように構成要素を機能化するステップを含む方法が提供される。加えて、構成要素は、機能化するために、（特にガラスまたは金属容器の場合に）従来行われているよりも高い温度を直接適用してもよい。
【０１４３】
個別の構成要素をスマートパッケージングに追加することにより、あるいは好適には、少なくともそれらを部分的にスマートパッケージング上に印刷することにより、１つまたは複数のセンサー、および／または通信手段および／または処理ユニット、および／または知覚可能な出力、またはその他の種類のサポート電子部品を確立してもよい。
【０１４４】
さらに、スマートパッケージングの構成要素は、知覚可能なあらゆる種類の出力の構成要素であってもよい。これは、電源の構成要素として機能するパッケージングの同じ構成要素でも、パッケージングの別の構成要素でもよい。
【０１４５】
本発明による実施形態は、とりわけ以下の用途を可能にするスマートパッケージングを提供しようとするものである。
【０１４６】
例
図３に示す例１：
電気化学セル１１は、アルミニウム缶１のアルミニウムをアノードとして使用して形成される。缶のむき出しのアルミニウム１２は、アノードとして、また電流コレクターおよびアセンブリ基板として作用する。追加の層（電解質１３、カソード１４、電流コレクター１５、カプセル化層１６）は、アルミニウムアノードと互換性のある電気化学セルを形成するように選択され、上述した蒸着技術のいずれかを使用して缶の外側に蒸着される。例えば、カソードは二酸化マンガンであり、二酸化アルミニウムマンガン電池を形成してもよい。
【０１４７】
図４に示す例２：
光電セル２２は、ガラス瓶２のガラスをウインドウとして使用し、ガラス上のホットエンドコーティング２３をセルの下部電極とする。ボトルのガラス２２は、光が入る太陽電池への「ウインドウ」として機能する。よって、太陽電池は、ボトルの側面を部分的にのみカバーし、反対側から光が入るようにする。ボトルの通常の製造時には、ガラスを形成した後、金属酸化物でホットエンドコーティングされ、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）またはフッ素ドープスズ酸化物（ＦＴＯ）の透明導電層を形成する。この層は、セルの下部電極を形成する。この段階の後、上述した技術のいずれかを使用して、活性の光起電力層２４が蒸着される。層の組み合わせは、形成される太陽電池の種類による。しかし、それらは、光が存在するときに電子を透明導電層に出入りさせる適切な半導体材料の組み合わせを含む。活性層の上に、第２の電極２５が蒸着される。これは、形成されるセルのタイプに応じて、透明または非透明（アルミニウムまたは銀など）の導体にしてもよい。最終層はカプセル化２６であり、既にガラスに塗布されている既存のパッケージングコーティングによって形成してもよい。
【０１４８】
図５に示す例３：
ＲＦエネルギーハーベスターは、金属化フィルムと積層ポリマー層でコーティングされたファイバーボードで作られた標準の金属化段ボール製セカンダリパッケージングを使用して形成される。標準の金属化ファイバーボードカートン基板（テトラパックなど）が使用される。それ自体は、ファイバーボードの層（非導電性）を含み、その内側にアルミニウム層（導電性）と適切なコンフォーマルコーティングが追加される。この場合、追加の導電性電極が容器の外側に蒸着される。これは、対応するアンテナ接地面を形成する既存の容器アルミニウム層と組み合わせて、「パッチ」(patch)タイプのアンテナ要素を作成するのに適した形状である。最後に、最上位のカプセル化層が追加される。
【０１４９】
図６に示される実施例４：
アルミニウムの空気電池が形成され、ラベルをはがすことにより作動する。ラベルをはがすとアクティブになる。缶のむき出しのアルミニウムは、電流コレクターおよびアセンブリ基板と同様にアノードとして機能する。この上に、次の層が蒸着される。
【０１５０】
−液体／ゲル電解質層、例えば水酸化ナトリウム。
【０１５１】
−多孔質電極、例えば、カーボンおよび／またはカーボンでコーティングされた金属メッシュ構造から作られたもの。これは、空気カソードの電流コレクターとして機能する。
【０１５２】
−カプセル化コーティング層。ただし、空気は通過させるが電極の漏れは防止するのに適した薄い多孔質膜で覆われた大きなギャップを有する。
【０１５３】
空気が侵入するギャップは、セルを作動させるためにユーザーがはがす粘着ラベルで覆われている。
【０１５４】
図７に示す例５：
特定の実施形態として、内部に電流コレクター層とカソードが印刷されたガラスボトルのスマートパッケージングであり、金属の王冠キャップがアノードを形成する。液体と金属の王冠の間にエアギャップがあるため、ボトルを逆さまにすると電池が作動する。
【０１５５】
図８に示す実施例６：
さらなる変形例では、非導電性のキャップまたは王冠に導電性インサートを追加し、それが液体中に到達して電極の面積を拡大しおよび／またはエアギャップが液体との接触を妨げる場合に接触する。この特定の例は、金属製のボトルのプラスチックの蓋に適用できる。この場合、導電性ロッドがボトルの上部から液体に達し、接触を確保する。その特定の実施形態は、アルミニウムボトルのアルミニウムがアノードを形成するか、アノードが上部に蒸着された電流コレクター層として機能するスマートパッケージングであり、プラスチックキャップは液体に突き刺さるロッドを有し、これにはカソードが蒸着されている。
【０１５６】
図９に示す例７：
図３に示す特定の実施形態では、電流コレクター層が缶本体と缶蓋によって形成され、上部の接合部で電気的に絶縁されている２部品構成のアルミニウム缶が開示される。電極は、原則として、缶本体の金属と蓋の金属とから形成されてもよい。なお、アノードとカソードは、適切な電池性質の異なる金属で作られる必要がある。例えば、缶本体のアルミニウムをアノードとして使用してもよい。あるいは、缶の蓋または本体の内側に追加の電極材料層を蒸着させてもよい。
【０１５７】
この実施形態のさらなる利点は、缶を積み重ねてセルを直列に接続し、セカンダリパッケージングで電池を形成できることである。
【図１】
2021506679.tif 000003
【図２】
2021506679.tif 000004
【図３】
2021506679.tif 000005
【図４】
2021506679.tif 000006
【図５】
2021506679.tif 000007
【図６】
2021506679.tif 000008
【図７】
2021506679.tif 000009
【図８】
2021506679.tif 000010
【図９】
2021506679.tif 000011
【国際調査報告】
2021506679.tif 000012
2021506679.tif 000013
2021506679.tif 000014