具有无线供电电子设备的消费品容器的制作方法

本发明涉及一种包括无线供电的电子设备的消费品容器。本发明还涉及制造容器的方法和用于操作电子设备的系统。根据本发明的容器特别适用于作为细长吸烟制品如卷烟的容器。

背景技术：

诸如吸烟制品的消费品通常包装在刚性盒形容器中，例如具有盒和盖的铰接盖容器，盖围绕延伸穿过容器的后壁的铰接线连接到盒。该容器可以容纳内包，该内包包括包装在包装材料中的一个或多个消费品。实际上，通常，对于卷烟包装，通过折叠围绕卷烟填充物的内衬产生内包。

消费品容器通常仅为制造商提供与消费者交流的有限数量的方式。例如，通常制造商依靠关于容器本身或者设置在容器内的一个或多个插入件的颜色、文本、图形、形状、表面纹理等来与消费者交流。

WO2007/073529A2描述了一种具有“标记”的卷烟包装，其包括允许通过电磁场可检测标记的磁共振装置。标记主要设置在包装的外壳体上，但是也可以可替换地通过粘性塑料标签施加到箔包装材料的外表面。然而，这会增加制造过程的复杂性并且需要使用附加部件。

期望提供一种使用消费品容器与消费者交流的新颖手段，并且不需要对用于形成此类容器的制造机械或工艺进行重大修改。

技术实现要素：

根据本发明的第一方面，提供了一种消费品容器，所述容器包括包装的消费品包，其包括包装在一个或多个消费品周围的包装材料。该包装材料包括多层折叠层压坯料，其包括至少一个载体层和直接施加到载体层的表面的至少一个导电层，所述至少一个导电层形成至少一个功率传输接收器线圈，其被配置为无线地接收电能的供应。该容器还包括容纳包装的消费品包的外壳体，以及连接到至少一个功率传输接收器线圈以接收电能供应的电子设备。

术语“载体层”在本文中用于指非导电材料层，其上施加有至少一个导电层。载体层可以用作绝缘层，以将至少一个导电层与容器内的其他导电材料电隔离。另外，或者，载体层可以用作结构元件，并且保持包装在一个或多个消费品周围的包装材料的所需形状和形式。

术语“导电层”在本文中用于指代导电材料层。导电层可以单独形成并施加到载体层。或者，导电层可直接形成在载体层上。

术语“功率传输接收器线圈”在本文中用于指代导电材料的线圈，其布置成当线圈位于时变磁场中时传导感应电流。也就是说，功率传输接收器线圈被布置成无线地接收电能供应。功率传输接收器线圈可以是二维线圈或三维线圈。

术语“电子设备”在本文中用于指代被布置为从至少一个功率传输接收器线圈接收电能供应的一个或多个电气部件。电子设备可以是单个电气部件，或者电子设备可以包括布置成形成一个或多个电路的多个电子部件。电子设备包括用于将电子设备电连接到至少一个功率传输接收器线圈的一个或多个端子。

根据本发明的容器上的电子设备有利地提供了用于制造商与消费者交流的新颖手段。此外，经由设置在容器内的包装材料上的无线功率传输接收器线圈为电子设备供电，有助于容器的制造，同时对现有生产工艺和机械的改动最小。特别地，导电层形成多层包装材料的层并且直接施加到载体层的表面上。这可以允许形成导电层和载体层，而对所存在的用于形成这种多层包装材料(诸如具有其上设置有金属涂层的纤维素或薄膜基底层的多层包装材料)的现有生产工艺和机械的改动最小。

利用无线功率传输接收器线圈还避免了每个容器内对昂贵笨重的电源的可能需求。相反，根据本发明，单个外部无线电源可以用于为多个容器供电。例如，如果外部无线电源被并入零售商店内的销售点，则在容器在销售点被显示之前，电子设备不能在容器的运输和存储期间被激活。

至少一个功率传输接收器线圈可以仅设置在包装的消费品包的一个壁上。在这种情况下，至少一个功率传输接收器线圈优选地设置在具有最大表面积的壁上。例如，对于尺寸类似于常规铰链盖盒的那些容器，至少一个功率传输接收器线圈优选地设置在包装的消费品包的前壁或后壁上。

或者，至少一个功率传输接收器线圈可设置在包装的消费品包的两个或多个壁上。在优选实施例中，包装的消费品包包括前壁、后壁、顶壁、底壁和两个侧壁，并且至少一个功率传输接收器线圈设置在两个或三个壁上。

通过在包装的消费品包的多个壁上提供至少一个功率传输接收器线圈，可以适应容器相对于无线电源的不同取向。因此，在特别优选的实施例中，其上设置有至少一个功率传输接收器线圈的壁是非相对的壁。也就是说，其上设置有至少一个功率传输接收器线圈的每个壁不与其上设置有至少一个功率传输接收器线圈的任何其它壁相对。

根据本发明，用于描述容器的部件的相对位置的术语“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“侧面”和其它术语是指具有任意开口的、处于直立位置的容器，通过所述开口消费品在顶端被移除。在一些实施例中，容器可以包括盖。优选地，盖子可以围绕容器后部的铰接线移动。

在其中至少一个功率传输接收器线圈设置在包装的消费品包的多个壁上的那些实施例中，至少一个功率传输接收器线圈可以包括在容器的多个壁上延伸的单个功率传输接收器线圈。或者，所述至少一个功率传输线圈可包括多个功率传输接收器线圈，每个功率传输接收器线圈基本上设置在包装的消费品包的不同壁上。例如，至少一个功率传输接收器线圈可以包括基本上设置在包装的消费品包的前壁上的第一功率传输接收器线圈、基本上设置在包装的消费品包的侧壁上的第二功率传输接收器线圈，以及基本上设置在包装的消费品包的底壁上的第三功率传输接收器线圈。

尽管每个功率传输接收器线圈可以基本上设置在单个壁上，但是每个线圈的每个端部处的电端子可以延伸到不同的壁上。例如，在包括如前所述的第一、第二和第三功率传输接收器线圈的那些实施例中，第二和第三功率传输接收器线圈中的每一个的端部处的端子可以延伸到包装的消费品包的前壁上，使得所有的功率传输接收器线圈端子设置在包装的消费品包的前壁上。将所有的端子设置在包装的消费品包的单个壁上可以便于将端子连接到电子设备。

在上述任一实施例中，外壳体可包括面向包装的消费品包的内表面，其中电子设备与至少一个功率传输接收器线圈之间的连接位于外壳体的内表面之下，以及其中所述电子设备的至少一部分从所述容器的外部可见。例如，电子设备可以包括安装在外壳体的外表面上的一个或多个电子部件、以及延伸通过外壳体中的一个或多个孔并且将一个或多个电子部件电连接到所述外壳体的内表面处的所述至少一个功率传输线圈的一个或多个电线或其它导电元件。或者，电子设备可以安装在外壳体的内表面上，其中外壳体包括孔，电子设备通过该孔从容器的外部可见。

在上述任何实施例中，电子设备优选地被配置为向消费者传达或启发信息的传递。例如，电子设备可以被配置为向消费者传达视觉信号、音频信号和触觉信号中的至少一个。优选地，电子设备包括电致发光设备、电声设备和机电设备中的至少一个。例如，电子设备可以包括发光二极管、电致发光面板、扬声器，压电设备、液晶显示器和电动机中的一个或多个。

此外，电子设备可以包括允许消费者启用或禁用该电子设备的开关。例如，开关可以是机械开关或固态开关。在固态开关的情况下，可以使用被布置成感测消费者的触摸的电阻或电容传感器来激活开关。

在上述任何实施例中，电子设备可以包括用于与类似容器上的电子设备交互的装置。例如，电子设备可以包括布置成连接到另一容器上的相应导电电接口的导电电接口。另外地或可选地，两个或更多个容器上的电子设备可以包括用于彼此无线地交互的装置。在这些实施例中的任一个中，每个电子设备可以被布置成使得其仅在与另一个容器上的电子设备交互时被完全激活。例如，在每个容器上的电子设备包括导电电接口的那些实施例中，电子设备可以被布置成使得仅当两个或更多个容器的导电电接口彼此连接时完成电路。

在上述任何实施例中，容器还可包括可充电设备，例如电容器或电池，其中可充电设备布置成接收和存储来自至少一个功率传输接收器线圈的电能供应，并且其中所述可充电设备被布置成随后将所存储的电能供应传递到所述电子设备。例如，容器可以包括电池，其被布置为当容器被放置在销售点处的时变磁场中时存储电荷。这有利地提供存储的电能供应，其允许电子设备在容器已从时变磁场移除之后继续起作用。此外，其还消除了提供在制造期间预充电以及在到达消费者之前的储存和运输期间可能失去电荷的电池的需要。在其中电子设备包括开关和用于与类似容器上的电子设备交互的装置中的至少一个的那些实施例中，提供可充电设备是特别有利的，因为这些特征中的一个或两个与可充电设备的组合可以向消费者提供何时激活电子设备的选择。

形成至少一个功率传输接收器线圈的至少一个导电层可以包括任何合适的导电材料。特别合适的导电材料包括铝、铜、银、石墨及其组合。

所述至少一个导电层可以被预先形成并且随后被直接施加到所述至少一个载体层的表面。或者，所述至少一个导电层可由直接沉积到所述至少一个载体层上的材料形成，使得所述至少一个导电层形成在所述至少一个载体层上。

所述至少一个导电层可以包括施加到载体层的表面上的单个导电层。在这种情况下，单个导电层优选地施加到形成包装的消费品包的外表面的载体层的表面，以便于将至少一个功率传输接收器线圈连接到电子设备。或者，所述至少一个导电层可包括施加到载体层的第一表面的第一导电层和施加到载体层的第二表面的第二导电层。在另一替代方案中，层压坯料可包括多个载体层和多个导电层。本领域技术人员可以根据包装的消费品包的尺寸和形状、无线电源的类型和功率、容器相对于无线电源的取向、以及容器上电子设备的类型来选择导电层、载体层和功率传输接收器线圈的特定配置。

在其中一个或多个导电层在包装材料的内表面和外表面中的一个或两个上形成至少一个功率传输线圈的那些实施例中，电绝缘层可以施加在基本上整个一个或多个导电层上，使导电层与容器的其它部分电绝缘。优选地，这种电绝缘层覆盖整个导电层，除了如上所述的用于将一个或多个功率传输接收器线圈电连接到电子设备的一个或多个端子。合适的电绝缘材料包括塑料材料，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯、聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐、聚酰亚胺。另外或可选地，电绝缘材料可以包括一种或多种油基材料，例如电绝缘油墨。

在上述任何实施方案中，至少一个载体层优选包括其上施加有至少导电层的至少一个表面，其中所述至少一个表面具有按照ISO 8791-4测量的小于约2微米的Parker Print-Surf粗糙度。小于约2微米的Parker Print-Surf粗糙度提供了优化将至少一个导电层施加到载体层的光滑表面，特别是在其中导电材料直接沉积到载体层上以形成在载体层上的至少一个导电层的实施例中。形成至少一个载体层的材料可以固有地具有小于约2微米的Parker Print-Surf粗糙度的表面。或者，可以将涂层(例如漆)施加到形成载体层的材料的表面，以提供所需的平滑度。

用于形成至少一个载体层的合适材料包括纤维素材料、薄膜材料及其组合。

根据本发明的容器特别适用于作为细长消费品如吸烟制品的容器。因此，在上述任何实施例中，消费品包可包括多个吸烟制品，例如卷烟、雪茄或小雪茄。将领会通过其尺寸的适当选择，根据本发明的容器可以设计成用于不同的许多标准号、特大号、超大号、细长或超细长卷烟。

通过其尺寸的适当选择，根据本发明的容器可以设计成容纳吸烟制品的不同总数量，或吸烟制品的不同布置。例如，通过其尺寸的适当选择，根据本发明的容器可以设计成容纳总共十个到三十个之间的吸烟制品。

取决于吸烟制品的总数量，容器中的吸烟制品可以以不同排列布置。例如，吸烟制品可以以六个、七个、八个、九个或十个的单排布置。替代地，吸烟制品可以以两个或更多个排布置。两个或更多个排可以包含吸烟制品的相同数量。例如，吸烟制品可以以下列方式布置：五个、六个、七个、八个、九个或十个的两排；五个或七个的三排；或四个、五个或六个的四排。替代地，两个或更多个排可以包括包含彼此不同数量的吸烟制品的至少两排。例如，吸烟制品可以以下列方式布置：五个的排和六个的排(5-6)；六个的排和七个的排(6-7)；七个的排和八个的排(7-8)；五个的中间排和六个的两个外排(6-5-6)；五个的中间排和七个的两个外排(7-5-7)；六个的中间排和五个的两个外排(5-6-5)；六个的中间排和七个的两个外排(7-6-7)；七个的中间排和六个的两个外排(6-7-6)；九个的中间排和八个的两个外排(8-9-8)；或具有五个的一个外排和七个的一个外排的六个的中间排(5-6-7)。

根据本发明的容器可以容纳相同类型或品牌或不同类型或品牌的吸烟制品。另外，可以容纳无过滤嘴吸烟制品和具有各种过滤嘴的吸烟制品，以及不同长度(例如，在约40mm到约180mm之间)、直径(例如，在约4mm到约9mm之间)的吸烟制品。另外，吸烟制品可以在口味的强度、吸阻和总颗粒物质输送方面不同。优选地，容器的尺寸适合于吸烟制品的长度和吸烟制品的排列。典型地，容器的外部尺寸比容纳在容器内部的吸烟制品的一个或多个包的尺寸大约0.5mm到约5mm之间。

根据本发明的容器的长度、宽度和深度可以使得在闭合位置，容器的所形成的总尺寸类似于二十支卷烟的典型一次性铰链盖包装的尺寸。

优选地，根据本发明的容器具有在约60mm和约150mm之间的高度，更优选地在约70mm和约125mm之间的高度，其中高度是从容器外部的顶壁到底壁测量的。

优选地，根据本发明的容器具有在约12mm和约150mm之间的宽度，更优选地在约70mm和约125mm之间的宽度，其中宽度是在容器外部从一个侧壁到另一个侧壁测量的。

优选地，根据本发明的容器具有在大约6mm和大约100mm之间的深度，更优选地在大约12mm和大约25mm之间的深度，其中深度是在容器外部从前壁到后壁测量的。

优选地，容器的高度与容器的深度的比率在约0.3比1到约10比1之间，更优选地在约2比1到约8比1之间，最优选地在约3比1到5比1之间。

优选地，容器的宽度与容器的深度的比率在约0.3比1到约10比1之间，更优选地在约2比1到约8比1之间，最优选地在约2比1到3比1之间。

与容纳一包吸烟制品一样，容器还可以包括其它消费品，例如火柴、打火机、熄灭装置、口气清新剂或电子设备。其它消费品可以附连到容器的外部，与吸烟制品一起包含在容器内，在容器的独立隔室中，或它们的组合。

根据本发明的容器的外表面可以打印、凸印、凹印或以另外方式装饰有制造商或品牌标识、商标、标语和其它消费信息和标记。

本发明还延伸到根据本发明的第一方面的用于操作设置在消费品容器上的电子设备的系统。因此，根据本发明的第二方面，提供了一种用于操作设置在消费品容器上的电子设备的系统，该系统包括根据上述任一实施例的消费品容器，以及功率传输发射器，其经配置以产生时变磁场。当消费品容器位于时变磁场内时，时变磁场感应在至少一个功率传输接收器线圈中的电能供应。

功率传输发射器优选地包括连接到合适的电能源(例如干线电源)的功率传输线圈。在使用中，交流电流被驱动通过功率传输线圈以产生时变磁场。优选地，功率传输线圈的固有谐振与容器中的至少一个功率传输接收器线圈的固有谐振基本相同，使得在系统的操作期间感应传输和接收器线圈的谐振耦合。

功率传输发射器可以结合到销售点装置中，诸如其中容器在零售店展示的架子或柜子。

本发明还延伸到根据上述任何实施例的形成消费品容器的方法。因此，根据本发明的第三方面，提供了一种形成消费品容器的方法，所述方法包括将至少一个功率传输接收器线圈直接施加到至少一个载体层的表面上，以形成第一多层层压坯料，其中所述至少一个功率传输接收器线圈被配置为无线地接收电能供应。第一多层层压坯料围绕一个或多个消费品折叠以形成包装的消费品包，其中折叠的第一多层层压坯料形成包装材料。在第二层压坯料上提供电子设备，并且第二层压坯料围绕包装的消费品包布置以形成外壳体。电子设备连接到至少一个功率传输接收器线圈以接收电能的供应。

上面描述的方法步骤的顺序不应视为对本发明的限制。例如，在所述至少一个功率传输接收器线圈设置在所述至少一个载体层上以形成包装材料之前，所述至少一个载体层可以围绕所述一个或多个消费品折叠。附加地或替代地，在第二层压坯料已围绕包装的消费品包布置以形成外壳体之后，电子设备可以设置在第二层压坯料上。

在一些实施例中，第二层状坯料围绕包装的消费品包折叠以形成外壳体。或者，第二层压坯料可以折叠以形成外壳体，包装的消费品包插入其中。

将至少一个功率传输接收器线圈施加到至少一个载体层的表面上的步骤可以包括从至少一个导电层形成至少一个功率传输接收器线圈，然后将该至少一个功率传输接收器线圈直接施加到所述至少一个载体层的表面上以形成所述第一多层层压坯料。

或者，将至少一个功率传输接收器线圈施加在至少一个载体层上的步骤可以包括将至少一层导电材料直接沉积到至少一个载体层的表面上，以形成第一多层层压坯料。在这些实施例中，沉积所述至少一层导电材料的步骤可以包括以下中的至少一个：轮转凹版印刷、胶版印刷、柔性版印刷、喷墨印刷、丝网印刷、热箔冲压、冷箔冲压、转移金属化和直接金属化。在至少一个载体层的表面上直接形成至少一个功率传输接收器线圈可以是优选的，特别是在如下实施例中：其中至少一个功率传输接收器线圈由相对薄的导电轨道形成并且在所述至少一个功率传输接收器线圈被预先形成、然后被施加到所述至少一个载体层的情况下将易于断开。用于形成至少一个导电层的合适材料包括铝、铜、银、石墨及其组合。

在上述任何实施例中，提供至少一个功率传输接收器线圈的步骤可包括在至少一个载体层的至少一个表面上提供至少一个功率传输接收器线圈，其中所述至少一个表面具有根据ISO8791-4测量的小于约2微米的Parker Print-Surf粗糙度。如上所述，小于约2微米的ParkerPrint-Surf粗糙度提供了对将至少一个导电层施加到载体层进行优化的光滑表面，特别是在其中导电材料直接沉积到载体层上以形成所述至少一个功率传输接收器线圈。形成至少一个载体层的材料可以固有地具有小于约2微米的Parker Print-Surf粗糙度的表面。或者，可以将涂层(例如漆)施加到形成载体层的材料的表面，以提供所需的平滑度。

在上述任何实施例中，该方法还可以包括在第一多层层压坯料和第二层压坯料中的至少一个上提供导电粘合剂的步骤，并且其中将第二层压坯料围绕包装的消费品包布置使得导电粘合剂与至少一个功率传输接收器线圈和电子设备接触，从而使得导电粘合剂将电子设备电连接到至少一个功率传输接收器线圈。使用导电粘合剂可以促进电子设备和至少一个功率传输接收器线圈之间的可靠和安全的电连接。合适的导电粘合剂包括各种环氧树脂粘合剂，例如由Henkel AG&Company，KGaA(Dusseldorf，Germany)以Hysol Eccobond或Ablestik Ablebond品牌市售的那些。

在上述任何实施例中，至少一个功率传输接收器线圈可以仅设置在包装的消费品包的一个壁上。或者，至少一个功率传输接收器线圈可设置在包装的消费品包的两个或多个壁上。在优选实施例中，包装的消费品包包括前壁、后壁、顶壁、底壁和两个侧壁，并且至少一个功率传输接收器线圈设置在两个或三个壁上。

通过在包装的消费品包的多个壁上提供至少一个功率传输接收器线圈，可以适应容器相对于无线电源的不同取向。因此，在特别优选的实施例中，其上设置有至少一个功率传输接收器线圈的壁是非相对的壁。也就是说，其上设置有至少一个功率传输接收器线圈的每个壁不与其上设置有至少一个功率传输接收器线圈的任何其它壁相对。

在其中至少一个功率传输接收器线圈设置在包装的消费品包的多个壁上的那些实施例中，至少一个功率传输接收器线圈可以包括在容器的多个壁上延伸的单个功率传输接收器线圈。或者，所述至少一个功率传输线圈可包括多个功率传输接收器线圈，每个功率传输接收器线圈基本上设置在包装的消费品包的不同壁上。例如，至少一个功率传输接收器线圈可以包括基本上设置在包装的消费品包的前壁上的第一功率传输接收器线圈、基本上设置在包装的消费品包的侧壁上的第二功率传输接收器线圈，以及基本上设置在包装的消费品包的底壁上的第三功率传输接收器线圈。

尽管每个功率传输接收器线圈可以基本上设置在单个壁上，但是每个线圈的每个端部处的电端子可以延伸到不同的壁上。例如，在包括如前所述的第一、第二和第三功率传输接收器线圈的那些实施例中，第二和第三功率传输接收器线圈中的每一个的端部处的端子可以延伸到包装的消费品包的前壁上，使得所有的功率传输接收器线圈端子设置在包装的消费品包的前壁上。将所有的端子设置在包装的消费品包的单个壁上可以便于将端子连接到电子设备。

附图说明

现在将参考附图仅仅通过例子进一步描述本发明，其中：

图1示出了根据本发明的实施例的包装的消费品包；和

图2示出了包括图1所示的包装的消费品包的容器。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的实施例的包装的消费品包10。包装的消费品包10包括纸载体层12和导电层13，导电层13在包装的消费品包10的前壁的外表面上形成功率传输接收器线圈14。载体层12和导电层13一起形成包装在消费品包周围的包装材料16。载体层12中的穿孔线18形成拉片，其可由消费者移除以获得包装的包内的消费品。

功率传输接收器线圈14包括扁平的螺旋卷绕导电轨道，其具有形成在导电轨道的每一端处的电连接端子20。

图2示出了消费品的容器30，包括外壳体31，外壳体31包括盒部32和从盒部32沿着延伸穿过容器30的后壁的铰接线悬垂的盖部34。内部框架36连接到盒部32的内表面，并提供盖部34闭合的表面。

图1所示的包装的消费品包10被容纳在盒部32内。功率传输接收器线圈14的电连接端子20连接到设置在盒部32的前壁40上的电子设备38。在该实施例中，电子设备38包括电致发光面板，但是本领域技术人员将理解，其他电子设备可以设置在容器30上并且连接到功率传输接收器线圈14。

为了容易构造容器30，电子设备38附接到盒部前壁40的内表面，并且通过盒部前壁42中的孔42可见。当容器30放置在适当的时变磁场内时，在功率传输接收器线圈14中感应出电流并为电子设备38供电。