JP2009502584A

JP2009502584A - 積層構造

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Publication number: JP2009502584A
Application number: JP2008524941A
Authority: JP
Inventors: ラーズサンドバーグ、
Original assignee: ストゥラエンソアクチボラグ
Priority date: 2005-08-01
Filing date: 2006-07-18
Publication date: 2009-01-29
Also published as: CA2617493A1; US20070023313A1; JP4989647B2; US7736710B2; EP1912869A1; RU2008107980A; AR057708A1; WO2007015675A1; NO20080269L; NO20080197L; TW200718564A; EP1912867A1; AU2006276351A1; ATE482152T1; TW200718607A; AU2006276350A1; AR056441A1; CA2617491A1; AR057707A1; KR20080034129A

Abstract

本発明は、第１の電極電位を有する第１の活性層と、第２の電極電位を有する第２の活性層とを有する積層構造であって、第２の電極電位が第１の電極電位とは異なり、第１および第２の活性層が互いに距離を置いて配置され、第１の層と第２の層との間の距離を少なくとも部分的に埋める電気的に脆弱化可能な接着剤の第３の層をさらに有する積層構造に関する。

Description

発明の分野
本発明は、電気的に脆弱化可能な接着剤を利用し、容易に破壊または脆弱化することのできる積層構造に関する。

技術背景
当技術分野では、電圧をかけることによってポリマー鎖を破壊できることが公知である。このことはたとえば、G.S. Shapovalの論文（Cathodic initiation of reactions of macromolecule formation and degradation, Theoretical and Experimental Chemistry, Volume 30, Number 6, November 1995）で論じられている。

米国特許第６６２０３０８Ｂ２号は、航空機産業界で使用できる材料を開示している。この公開特許から明らかなように、この材料は米国空軍局の管理下で開発されている。この材料はコーティングおよび接着剤として使用できるように開発される。米国特許第６６２０３０８号ではさらに、この接着剤ボンドおよび高分子コーティングを製品の組み立ておよび仕上げで一般的に使用することが述べられている。接着剤ボンドをねじ、ボルト、リベットなどの機械的固定具の代わりに使用して機械的コストが安くかつ製造プロセスへの適合性が高いボンドを提供することが述べられている。さらに、接着剤ボンドが、応力を均等に分散させ、疲労の可能性を低くし、継手を腐食種に対して密封することがさらに論じられている。米国特許第６６２０３０８号は、同様に、ポリマー系のコーティングを一般的に製品の外面に塗布することを主張している。このようなコーティングは、表面を腐食反応物質に対して密封する保護層を形成すると共に、美的に好ましい場合がある塗装面を形成する。

米国特許第６６２０３０８Ｂ２号で開示された組成は、マトリックス機能および電解機能を有し、この電解機能はブロック共重合体またはグラフト共重合体によって実現される。マトリックス機能は基板に接着剤ボンドを与え、電解機能は、この組成と接触した導電面との界面でファラデー反応を生じさせるのに十分なイオン導電率を組成に与え、それによって接着剤ボンドは界面の所で脆弱化される。組成は、第１の領域または実質的にマトリックス機能と実質的に電解機能の第２の領域とを有する相分離された組成であってよい。

米国特許第６６２０３０８Ｂ２号は、電源が直流または交流電流を供給できることを開示している。米国特許第６６２０３０８Ｂ２号では続いて、電池またはＡＣ駆動ＤＣ電源から直流電流を供給できることが述べられている。上記の組成が２つの導電面間に塗布され、２つの導電面に電圧を印加することによって、組成と一方の導電面との間の結合が破壊される。したがって、電池を使用し、それによって、電池を、一方の極によって一方の導電面に接続し、他方の極によって他方の導電面に接続することができる。米国特許第６６２０３０８Ｂ２号では、導電面をワイヤメッシュ、金属箔、および導電コーティング、たとえば銀が充填されたエポキシで形成できることが述べられている。

本発明の一目的は、容易に破壊できる積層構造を提供することである。

この目的は、第１の電極電位を有する第１の活性層と、第２の電極電位を有する第２の活性層とを有する積層構造であって、第２の電極電位が第１の電極電位とは異なり、第１および第２の活性層が互いに距離を置いて配置され、積層体が、第１の活性層と第２の活性層との間の距離を少なくとも部分的に埋める電気的に脆弱化可能な接着剤の第３の層をさらに有する積層構造を含む本発明によって実現されている。

第１および第２の活性層は、第３の層から分離された導体を介して互いに電気的に接続され、それによって、第１の活性層から導体を介して第２の活性層の導体に至りかつ第２の活性層から第３の層を介して第１の活性層に至る閉回路を形成するようになっている。

第１の電極電位を有する第１の材料の第１の活性層を形成し、第２の電極材料を有する第２の材料の第２の活性層を形成することによって、それぞれ異なる電極電位を生成することができる。これは、第１の電極電位を生成する第１の電解質を第１の活性層に接続されるように設け、第２の電極電位を生成する第２の電解質を第２の活性層に接続されるように設けることによって実現することができる。電気的に脆弱化可能な接着剤は、これらの電解質の一方であってよい。この構成は、活性層内のそれぞれ異なる材料とそれぞれの活性層に接続されるそれぞれ異なる電解質との組み合わせであってもよい。一実施態様によれば、積層構造は、第１の電極電位を有する第１の材料の第１の活性層と、第２の電極電位を有する第２の材料の第２の活性層とを有する。これらの活性層の間に電気的に脆弱化可能な接着剤の層が配置される。この接着剤は、電極用の電解質としても働く。

それぞれ異なる電極電位を有する材料と電気的に脆弱化可能な接着剤との積層構造を設けることにより、第１および第２の活性層によって形成された電極を単に短絡させることによって容易に破壊される積層構造を実現することが可能である。この短絡は、一体化されたスイッチを閉じるか、基本的に、第１および第２の層に接続可能な導体を有する外部手段を設けるか、または場合によっては指を第１および第２の活性層の両方に接続させ、それによって指の水分を導体として働かせることにより単に短絡させることによって実行することができる。短絡は、鍵、ボトルオープナーのような任意の適切な金属体によって行うこともできる。積層構造内にそれぞれ異なる電極を設けることによって、外部電源が不要になる。それによって、電源を持ち運ぶのが不便な用途にも積層構造を使用することができる。たとえば、パッケージ用途では外部電源を不要にすることができると特に好都合である。上記の積層構造を備えたパッケージを購入した際は、接着された開口部が容易に破壊されるように積層構造を短絡させることによって、パッケージを容易に開放することができる。積層構造は内部で必要なエネルギーを生成するため、購入者は外部電源の必要無しにパッケージを開放することができる。これは、購入者が帰宅する前または戸外での食事時にパッケージを開放したい場合に特に有用である。

本発明の好ましい実施態様は従属クレームから明らかである。

第３の層は、第１の活性層と第２の活性層間の距離を埋めることができる。第３の層に第１の活性層と第２の活性層との間の距離に埋めさせることによって、積層構造の簡素な構成が得られる。この積層体は、第１の活性層を設け、第１の活性層上に電気的に脆弱化可能な接着剤を塗布し、次に、電気的に脆弱化可能な接着剤上に第２の活性層を設けることによって容易に得ることができる。

第１の活性層と第２の活性層との間の距離は、第３の層と、導電接着剤で形成された第４の層とによって埋めることができる。この構成では、一方の活性層が電気的に脆弱化可能な接着剤をすでに備えている半製品を提供することが可能である。積層構造を密閉する際には、他方の活性面またはすなわち電気的に脆弱化可能な接着剤に従来の導電接着剤が塗布され、積層構造が完成する。

積層構造は、第１および第２の活性層を支持する面を有する基板をさらに有してよく、第１の活性層を第２の活性層から第１の基板の面に沿ってある距離だけ分離することができる。

このようにして、基板または担体層上に活性面を有する構造の各部分を事前に製造することが可能である。支持されるということが、活性層が第１の担体層に直接接触する必要があることを必ずしも意味しないことに留意されたい。一実施態様では、第１の活性面は第１の担体層上に直接積層され、一方、第２の活性面の大部分は、第１の活性面上に積層された絶縁層上に積層される。この場合も、積層構造は第１の担体層によって支持される。

第１の基板は非導電材料で形成することができる。このようにして、導体は、単に非導電材料上に印刷または積層導体として設けることができる。絶縁層などを有するより複雑な積層構造がすぐに必要になることはない。

第１の基板は、プラスチックまたは板紙で形成することができる。これらの材料は、連結部材またはパッケージをプラスチックまたは板紙で設けることが容易であるため好ましい。これらの材料は通常、非導電性であり、たとえば、印刷または積層技術を使用してこれらの材料に電気回路を設けることは容易である。

第１の基板は、第２の基板に連結可能であり、電気的に脆弱化可能な接着剤は、第１の基板と第２の基板との間に位置するように配置される。このことは、第１および第２の基板が紙パッケージのそれぞれ異なる部分で形成され、活性面がそれぞれの基板の面に塗布されるパッケージ用途に特に適している。

積層構造は、電気的に脆弱化可能な接着剤と第２の基板との間に位置するように配置された層として構成された電気的に脆弱化不能な接着剤をさらに有してよい。両方の活性層が第１の基板上に形成され、電気的に脆弱化可能な接着剤が活性層同士の間の距離を埋める場合、この電気的に脆弱化不能な接着剤は非導電性であってもよい。第２の基板が第２の活性層を保持する場合、電気的に脆弱化可能な接着剤を介して第１の活性層と第２の活性層との間に電気回路を形成するには、電気的に脆弱化不能な接着剤が導電性を有する必要がある。

積層構造は、第１の電極電位を有する第１の材料の複数の第１の活性層と、第２の電極電位を有する第２の材料の複数の第２の活性層とをさらに有してよく、この場合、第１および第２の活性層は、各対のそれぞれの第１の活性層およびそれぞれの第２の活性層が互いにある距離だけ離れた複数の対として構成され、電気的に脆弱化可能な接着剤によって埋められる少なくとも１つの距離とは別の各距離は、電解材料によって埋められ、各対は、第１の対の第１の活性層を第２の対の第２の活性層に接続することによって互いに接続される。交互に配置された複数の第１および第２の活性層を設けることによって、積み重ね電池が得られる。このようにして、より高い電圧を生成し、それによって積層構造のより顕著なまたはより高速の脆弱化を実現することが可能である。

積層構造は、複数の第１および第２の活性層を支持する面を含む第１の基板をさらに有してよく、この場合、それぞれの第１の活性層は、それぞれの第２の活性層から第１の基板の面に沿ってある距離だけ離れている。基板面に沿って複数の第１および第２の面を設けることによって、空間要件をそれほど増大させずにより高い電圧を生成することが可能である。パッケージ解決策では、１つの第１の活性層と１つの第２の活性層との単一の組を有する積層構造と比べてパッケージ材料の厚さがわずかに厚くなるに過ぎない。

積層構造は、第１および第２の活性層を互いに電気的に接続可能なスイッチ部材をさらに有してよい。このようにして、制御された電気抵抗を電気接続部に与えることが可能である。

積層構造は、第１の活性層に電気的に接続された第１のコネクタと、第２の活性層に電気的に接続された第２のコネクタとをさらに有してよく、この場合、第１および第２のコネクタは、外部コネクタによって互いに電気的に接続されるようになっている。これは、活性面が単に、外部からアクセス可能な部分を備える簡素な構成である。外部コネクタは、上述のように、特別に構成された手段であってよいが、ユーザの入手しやすい鍵、ボトルオープナーなどであってもよい。

本発明について、一例として、本発明の現在好ましい実施形態を示す添付の概略図を参照して詳しく説明する。

好ましい実施形態の詳細な説明
以下に説明するパッケージは、電気的に脆弱化可能な接着剤材料を利用する。本発明の積層構造は、電気的に脆弱化可能な接着剤材料によって形成されるボンディング層に連結された電子および／またはイオンエミッタおよびレシーバとして働く活性面を有する。ボンディング層は、接着性および導電性を有している。活性面同士の間に電圧がかけられ、ボンディングを通って電流が流れると、ボンディング層内またはボンディング層と少なくとも一方の活性面との間に形成されたボンドが破壊または脆弱化される。したがって、ボンディング層は電気的に脆弱化可能な接着剤を形成する。

電気的に脆弱化可能な接着剤は、活性層同士の間の距離を完全に埋めることができるが、必要な電気的および／または機械的接続を行うことのできる他の材料の追加の層を備えてもよい。このような材料は、従来の非導電接着剤、ポリマー、ワニスなど、またはそれぞれの材料の導電形態であってよい。

まず、電気的に脆弱化可能な接着剤および活性面の様々な基本構成について、パッケージの特定の構成とは別に詳しく論じる。その後、パッケージの様々な構成について詳しく論じる。場合によっては、パッケージの構成について特定の種類の基本構成と組み合わせて論じる。しかし、これが例示のためのものであり、様々な基本構成をパッケージの様々な構成と組み合わせることができることに留意されたい。

一実施形態によれば、ボンディング層は、マトリックス機能と電解機能の両方を有する組成で構成されている。マトリックス機能および電解機能は、単一の相またはいくつかの別個の相によって形成することができる。

マトリックス機能は、面同士を互いに機械的または化学的に結合するのに必要な接着性を実現する。マトリックス機能は、接着性を有するポリマー、ポリマー樹脂、または繊維によって実現することができる。

電解機能は、ファラデー反応、すなわち、材料が酸化または還元させられる電気化学反応、あるいは他の何らかの化学／物理反応を生じさせるのに必要なイオン伝導性を実現する。各材料は、反応が一方または両方の活性面とボンディング層との間の界面で生じるように選択され構成されることが好ましい。あるいは、反応がボンディング層内で生じるようにボンディング層を構成することができる。これはたとえば、マトリックス材料内に電解機能を有するアイランド状の材料を設けることによって実現することができる。電解機能は、材料に塩を添加するかまたはポリマーがイオン配位部分を含むようにポリマーを修飾することによって実現することができる。

本発明のパッケージで使用される電気的に脆弱化可能な接着剤は、EIC laboratoriesから供給されており、米国特許第６６２０３０８号に詳しく開示された電気化学的に結合解除可能な組成ElectRelease^TMであってよい。

図１は、第１の担体層１および第２の担体層２を有する共通の基本構造を示している。第１の活性層３が第１の担体層１上に積層されている。第２の活性層４が第２の担体層２上に積層されている。活性層同士が、電気的に脆弱化可能な接着剤を有するボンディング層５によって結合されている。

活性層３、４間の電極電位は、それぞれの異なる電極電位を有する互いに異なる材料の活性層３、４を作製することによって生成されるようになっている。２つの活性層３、４が、たとえば、スイッチ７を、２つの層３、４を接続する位置に移動させることによって接続される場合、閉回路が形成され、ボンディング層５を通って電流が流れ、それによって接着剤ボンドが破壊または脆弱化する。たとえば、銅または黒鉛をそれぞれ異なる電位を有する活性層３、４として使用することができる。この構成は、ボンディング層５を介した活性層３、４間の直流電流の流れを生成する。

それぞれ異なる電極電位の活性面を設けることによって、電力が化学反応によって生成される電気化学電池が得られる。電気化学電池は、電解質および外側電気回路によって互いに接続された基本的に２つの電極（正極および負極）を有する。電池が活性化されると、電流が外側回路内を正極から負極まで流れ、電解質内を逆に負極から正極まで流れる。電流は、電荷が輸送されることによって形成される。外側回路では、電荷のこのような輸送が、電子が負極から正極まで移動することによって実現される。電解質内では、この輸送はイオンによって行われ、すなわち、負イオンが正極から負極まで移動し、正イオンが反対方向に移動することによって実現される。外側回路内で電子を移動可能にすることによって、電気化学電池内の化学反応を継続することができる。負極では、電子が、電子を放出する材料によって生成され（酸化）、正極では、電子が、電子を受け取る物質によって消費される（還元）。

電池構造を調べるために、ElectReleaseを電気的に脆弱化可能な接着剤としていくつかの異なる電池構造を作製した。これらの構造を対流炉内で８０℃で１時間硬化した。組み立て直後の電池電位を表１に示す。

従来の６Ｖ電池を分解し、電池内の電極を、電解質としてのElectReleaseによって分離された電極として使用することによって、電池型式No１を作製した。ElectReleaseを使用して互いに接着された亜鉛箔および二酸化マンガン箔を使用して電池型式No２を作製し、銅箔およびアルミニウム箔を使用して電池型式No３を作製した。スクリーン印刷された銀および炭素スクリーン印刷ペーストにＭｎＯ₂を溶かした印刷混合物を使用して電池型式No４を作製した。フィルタ紙をElectReleaseで濡らし、次にフィルタ紙をアルミニウム箔に接着することによって電池型式No５を作製した。空気電極用の接点としてスチールウールをフィルタ紙上に接着した。ElectReleaseを約２００μｍの厚さに塗布した。

ElectRelease電解質を有するＺｎ／ＭｎＯ₂電池を短絡させることによって、最初の５分間の間に電流を測定した。電流は高速に約７(Ａの電流に達し、５分間の間に徐々に約６(Ａに低下した。このことは、放電プロセスが続いていることを示している。しかし、５分経過しても結合解除は観測されなかった。

いくつかのＺｎ／ＭｎＯ₂電池構造を作製し、週末にかけて放置した。いくつかのサンプルを短絡させたままにし、いくつかのサンプルを開路のままにしておいた。開路サンプルのうちで、週明けに（＞４８時間）結合解除していたサンプルはなかった。複数の短絡サンプルが、外部電圧が印加される試験で監視されるのと同様にきれいに結合解除されていた。結合解除はＺｎ電極で起こり、結合解除された面は汚れていなかった。サンプルに手で軽く引っ張り力をかけることによって結合解除を調べた。

電極電位を生成する材料の他の考えられる組み合わせは、Ｐｂ／ＰｂＯ₂、Ｃｕ／Ａｌ、Ａｇ／ＭｎＯ₂、Ａｌ／空気、Ｚｎ／空気、Ｌｉ／ＳＯＣｌ₂、Ｌｉ／ＳＯ₂、Ｌｉ／ＭｎＯ₂、Ｚｎ／ＨｇＯ、Ｚｎ／炭素、Ｃｄ／ＨｇＯ、Ｚｎ、Ａｇ₂Ｏ、Ｚｎ／Ｏ₂、Ｚｎ／ＨｇＯであるが、これらに限らない。

図２〜５は、担体層上の同じ側に配置される実施形態を示している。図２、３、および５では、互いに異なる層は、図を明確にするために互いに距離を置いて示されている。しかし、実際には、各層が積層構造を形成することは明らかである。以下の説明から、互いに異なる開示された層が互いに接触する必要があるのはどの場合か、および開示されていない他の１つまたは２つ以上の層を設けてよいのはいつかが明らかになる。直接的な接触が、状況に応じて機械的接触または電気的接触を意味することがあることにも留意されたい。

図２は、活性面３、４が、図１ａ〜１ｃと同様にボンディング層５の各側に２つの別個の層３、４として設けられるのではなく、ボンディング層の同じ側に配置されることを示している。この構造は、剥離される２つの担体層１、２を有している。担体層１、２はたとえば、紙、板紙、またはプラスチックで作ることができるが、他の材料も考えられる。活性面３、４は、ボンディング層５の一方の側に配置され、担体層１の面５ａに沿って互いに距離ｄだけ離れている。

活性面３、４は、従来の方法を使用して第１の担体層１に貼り付けることができ、たとえば、担体層１上に印刷または積層することができる。活性面３、４は、それぞれ異なる電極電位を有する任意の導電材料、たとえば金属インクや箔で作ることができる。ボンディング層５は、それぞれの活性面３、４と第２の担体層２との間に設けられ、それによって活性面３、４を第２の担体層２に結合し、それによって２つの担体層１、２を互いに結合する。ボンディング層５は通常、活性面３、４間の隙間または距離ｄによって形成される、アクセス可能な小さい領域において第１の担体層１に達する。図２に示されているように、一方の活性面３は、他方の活性面４を部分的に囲む開いた半円として形成された分散領域を有している。この他方の活性面４は、円として形成された分散領域を有している。２つの活性面３、４は、上述の距離ｄによって形成される幅を有する、リングの一部、この場合には円環の一部として形成される隙間を形成する。

活性面３、４はまた、スイッチ７を有する回路９を介して互いに接続可能である。電極電位は電圧供給源６として示されている。

スイッチ７を閉じると、電極電位によって、ボンディング層５を介して活性面３、４間に電流が流れる。これによって、ボンディング層５内あるいはボンディング層５と一方または両方の活性面３、４との間のボンドが破壊または脆弱化される。

活性面３、４間の第１の担体層１のアクセス可能な領域は、ボンディング層５が第１の担体層１に達する場合でも、アクセス可能な領域とボンディング層５との間のボンドを破壊するのに必要な力が無視できるものになるほど小さくすることができる。

図３および４は、図２に示されているのと同様の種類の他の実施形態を示している。図３および４の実施形態では、活性面３、４は、絶縁層１０によって平面外に分離されているが、依然として、第２の担体層２に対してボンディング層５の同じ側に配置されている。第１の活性面３は、図２の実施形態では第１の活性面３の一部を形成していたコネクタ３ａに電気的に接続されている。

絶縁層１０は、導電部材同士を分離し、かつ引き剥がしおよび摩耗から保護する。コネクタ３ａは、第１の活性面３に接触しているが、コネクタ３ａと第１の活性面４は直接接続されていない。

第２の活性面４は、図２の実施形態と同様に担体層１上に設けられている。絶縁層１０は、この構造上に設けられている。絶縁層１０の上方に第１の活性面３が配置されており、最後にこの上にボンディング層５が配置されている。第１および第２の活性面３、４は平面外に分離されているので、第１の活性面３は、第２の活性面４の円形端部全体を囲む円形部材として形成することができる。活性面３、４および絶縁層１０は、ボンディング層５によって埋められるようになっている活性面３、４間の隙間を形成する。ボンディング層５は、第２の担体層２から第１の担体層１まで延び、それによって第１および第２の担体層１、３を直接接着する。

図５は、図３および４に示されている実施形態の他の実施形態を示しており、ボンディング層５は、第２のボンディング層１１を保持するようになっている。この第２のボンディング層１１は、導電性である必要も電気的に脆弱化可能である必要もない接着剤で形成することができる。この第２のボンディング層を形成することによって、活性面３、４を有する第１の担体層１およびボンディング層５を事前に形成し、次いで最後に、第２の担体層２が第１の担体層１に固定されるときに電気的に脆弱化可能なボンディング層５上に第２のボンディング層１１を貼り付けることが可能である。この追加のボンディング層１１は、図２に示されている構成で使用することもできる。

当業者には、上記に開示された実施形態の他のいくつかの実施形態および上記に開示された実施形態の組み合わせが存在することが認識されよう。これらの他のいくつかの実施形態について以下に簡単に説明する。

それぞれの活性面／層は、それぞれの担体層上に直接的にまたは積層などを介して間接的に配置することができる。活性層自体が活性面と担体層の両方を形成することができる。

上述のように、活性面は、平面内で、および／または平面外に分離することができる。活性面を平面外に分離するときには、絶縁層、たとえばワニスを使用することができる。担体層が導電性を有するときに、絶縁層を使用して、活性面などの導電部材を担体層から分離することもできる。たとえばボンディング層と第２の担体層との間に追加の導体を配置して構造の平面内の導電性を高めることができる。

活性面は、導電面、導体であり、好ましくは、少なくとも一方の担体層上に被覆、印刷、または積層される。しかし、担体層が導電性を有する場合、余分な活性面は必要とされない。活性面は導電材料、たとえば、銅、アルミニウム、または黒鉛で構成することができる。活性面はたとえば、金属インクの形であってよい。

担体層は、電気力によって剥離される面に相当し、任意の導電材料または非導電材料、たとえば、紙、板紙、ガラス、金属、木、成形繊維、またはプラスチックで作ることができる。たとえば、パッケージの開口部の互いに向かい合う２つの側は、第１および第２の担体層に相当する。これについて以下に詳しく論じる。

一実施形態によれば、担体層はカートン用板紙で形成され、一方の活性層は酸化物を含むアルミニウム箔で形成される。活性面は、塩溶液で湿らされ、ポリウレタンを含む組成物を使用して結合される。積層構造上に電圧がかけられると、正に荷電された箔上の酸化アルミニウムが溶解し、それによって積層体が破壊される。電気力は、他の材料を使用して他の活性面を形成することによって印加することができ、第２の材料は、アルミニウムが正に荷電された電極になるように選択される。

電力供給を増大するには、いくつかの電池を担体層１上に印刷して活性面に接続することができる。これによって、すべての電池および活性面を同じプロセスステップ内で担体層上に印刷することができ、構造の製造が容易になる。

これはたとえば、第１の電極電位を有する第１の材料の複数の第１の活性層３と、第２の電極電位を有する第２の材料の複数の第２の活性層４とを設けることによって内部電池構造で実現することができ、この場合、第１および第２の層３、４は、各対のそれぞれの第１の活性層およびそれぞれの第２の活性層が互いにある距離だけ離れた複数の対として構成され、電気的に脆弱化可能な接着剤によって埋められる少なくとも１つの距離とは別の各距離は、電解材料によって埋められ、各対は、第１の対の第１の活性層を第２の対の第２の活性層に接続することによって互いに接続される。

図６ａは、第１の担体層１（たとえば、板紙で作られている）と、第１の活性層３と、電気的に脆弱化可能な接着剤の層５と、第２の活性層４と、第１の活性層３と、第２の電解質５ｂと、第２の活性層４と、第２の担体層２（たとえば、紙で作られている）とを有する第１の電池構造を示している。第１および第２の活性層３、４の第１の対Ａは、電解質５ｂによって埋められる距離だけ離れている。第１および第２の活性層３、４の第２の対Ｂは、電気的に脆弱化可能な接着剤５によって埋められる距離だけ離れている。第１の対Ａの第１の活性層３は、第２の対Ｂの第２の活性層４に接続されている。このように、この２対構造によって生じる電位差は、電気的に脆弱化可能な接着剤を横切って、１対の活性層または電極３、４のみを有する構造の電位差の２倍になる。互いに最も遠くに離れた活性層同士を電気的に接続することによって、この電力差によって、各活性層対の組全体にわたって電流が発生する。この場合、第１の対Ａの第２の層４は第２の対の第１の層３に接続される。この構造は、利用可能な電位差をさらに大きくするために追加の活性層対を備えてよい。

あるいは、図６ｂに示されているように、活性層３、４の各対を一方の活性層１上に並べて配置することができる。第１対の活性層３、４は、電解質５ｂによって埋められる距離だけ（第１の担体層１の面に沿って）互いに離れている。第２対の活性層３、４は、電気的に脆弱化可能な接着剤５によって埋められる距離だけ（第１の担体層１の法線方向に）互いに離れている。結果として得られる電位差によって、最も遠くに離れた活性層同士が互いに接続された後に各対の組全体にわたって電流が発生する。この場合、図６ｂの左側の第１の活性層３は、図６ｂの右側のスタックの上部の第２の活性層４に接続されている。この構造は、利用可能な電位差をさらに大きくするために追加の活性層対を備えてよい。

図６ａおよび図６ｂのスタックはどちらも、最終的に、間の距離が電気的に脆弱化可能な接着剤によって埋められる活性層対としての図２〜５の層構造になっている。

追加の接着剤電解質を含む他の実施形態が図７に示されている。電気的に脆弱化可能な接着剤５が一方の活性面３に対してのみ良好な電解特性を有する場合、電気的に脆弱化可能な接着剤と、電気的に脆弱化可能な接着剤５が良好な電解特性を示さない活性面４との間の層として第２の接着剤電解質５ｂ（必ずしも電気的に脆弱化可能でなくてもよい）を使用することが考えられる。電気的に脆弱化不能な接着剤５ｂは導電性を有し、電気的に脆弱化可能な接着剤５を介して第１の活性層３と第２の活性層４との間に電気回路を形成する。この場合、電気的に脆弱化不能な接着剤は、図１に示されているような簡素なサンドイッチ構造と図２〜５に示されているような構造のどちらも場合でも導電性を有する。このように、電解特性は両方の電極の所で最適化することができる。さらに、図２〜５の構造では、追加の接着剤５ｂが活性層３、４の一方および電気的に脆弱化可能な接着剤５に接触し、電気的に脆弱化可能な接着剤が他方の活性層４、３に接触する。図５の追加の接着剤１１が第１の層３と第２の層４との間に電気回路の一部を形成しないことに留意されたい。

上述のように担体層と、活性面と、電気的に脆弱化可能な接着剤とを有するこの剥離材料構造は、シールの強度を解放する必要があるとき、たとえばパッケージの組み立て時に使用することができる。上述のような材料構造を設けることによって、電圧をかけることによってパッケージを開放することができる。この材料構造は、缶、瓶、ボトル、カートン、ブリスタパッケージのようなすべての種類のパッケージに使用することができる。この構造は、紙、板紙、ガラス、金属、木、成形繊維、プラスチックのようなすべての種類の材料と一緒に使用することもできる。パッケージの開口部の互いに向かい合う２つの側は第１および第２の担体層に相当し、上述の電気的に脆弱化可能な接着剤を担体層同士の間に配置することができる。

さらに、製品の輸送または出荷およびその後の分離時の製品の照合、結合されたパッケージ同士の分離、ならびに商品のいたずら防止用に、調整された剥離材料を使用することができる。製品の盗難を防止するために、製品が購入される前に製品の特性を制限または変更するのにこの剥離材料を使用することができる。製品の照合、製品のいたずら防止、または製品の盗難防止は、調整された剥離材料を使用して、製品の各既存の部品または部材同士を結合するか、または製品に追加の部材を結合することによって行うことができる。

図８は、パッケージ５０ａ〜５０ｅのパレット全体が調整された剥離材料を利用した連結部材５１を使用して連結される用途を示している。パレット全体を連結すると、パッケージが配送時に損傷または歪みを受けることが無くなる。個々のパッケージ５０ａ〜５０ｇは、連結部材５１、たとえばカートン用板紙５１を貼り付けることによって照合される。板紙５１の、パッケージに面する面または面の一部に、活性層５３、５４が印刷され、接着性と導電性を有するボンディング層が連結すべき活性層５３、５４とパッケージ５０との間に塗布される。

図９は、第１の回路９ａがカートン板紙５１の所に印刷される例を示している。第２の回路９ｂが、板紙上に第１の回路９ａから距離を置いて印刷されている。第１組の活性面５３が、第１の回路９ａに接続されるように、板紙上に短い間隔を置いて配置されている。第２組の活性面５４が、第２の回路９ｂに接続されるように配置されている。それぞれの第２の活性面５４は、それぞれの第１の活性面５３からわずかな距離を置いて配置されている。このことは、図２〜５を参照して詳しく開示されている。

それぞれの活性面５３、５４は、互いにわずかな距離を置いて配置され、一対の活性面５３、５４を形成している。ボンディング層は、活性面５３、５４とパッケージ５０ａ〜５０ｇとの間に塗布されている。ボンディング層は、各点が活性面５３、５４の各対を覆うように点として塗布されている。活性面５３、５４および電気的に脆弱化可能な接着剤の組は、電気的に脆弱化可能な接着剤領域を形成している。図９に示されているように、活性面５３、５４のこのような複数の対と付随する電気的に脆弱化可能な接着剤は、連結部材５１の外周に沿って配置されている。

活性面５３、５４は、それぞれ異なる電位を有する互いに異なる材料で作られている。回路９ａ、９ｂもそれぞれ異なる電位の互いに異なる材料で作られることが好ましい。回路９ａ、９ｂはスイッチ７によって接続することができる。スイッチが開いているとき、ボンディング層５５を通って流れる電流はない。スイッチが閉じられているとき、活性面５３、５３同士の間のボンディング層を通って電流が流れ、それによって、ボンディング層内あるいはボンディング層と一方または両方の活性面５３、５４との間のボンドが破壊または脆弱化される。

パッケージを保持する他の実施形態では、調整された剥離材料を使用してパッケージを直接保持することができる。この実施形態の一例では、マルチパックが保持され、購入後に解放される。このような構成が図１０ａ〜１０ｂに示されている。

図１０ａは、２つのパッケージが調整された剥離材料を使用して保持されるようになっている例を示している。パッケージは、すべての構成部材が見えるようにわずかに分離されている。

図１０ａ〜１０ｂでは、左側のパッケージ６０ａは、二重コネクタ回路９ａ、９ｂ（図９に詳しく示されている）とパッケージ６０ａのアクセス可能な側面６０ａ’上に配置されたスイッチ７とを備えている。回路９ａ、９ｂは近傍のパッケージ６０ｂに面する面６１ａまで延びている。回路９ａ、９ｂは、ほぼ近傍のパッケージ６０ｂに面する面の周縁に沿って延びており、図１０ｂに詳しく示されているように、活性面６３、６４と電気的に脆弱化可能な接着剤層６５とを備えている。

したがって、この例では、パッケージ６０ａの側面６１ａが第１の担体層を形成している。活性面６３、６４および回路９ａ、９ｂは、上記に図９を参照して説明したのと同様にパッケージ６０ａの面６１ａ上にあるパターンに配置することができる（図２〜５に詳しく示されている）。各活性面対と他方のパッケージ６０ｂの、第１のパッケージ６０ａに面する側６２ｂとの間に点状のボンディング層を塗布することができ、それによってパッケージ同士が接着される。回路９ａ、９ｂが開くと、ボンディング層６５を通って流れる電流はなくなり、パッケージ６０ａ、６０ｂは接着されたままである。回路９ａ、９ｂ、ボンディング層６５を通って電流が流れ、ボンディング層６５内あるいはボンディング層６５と一方または両方の担体層６１ａ、６２ａとの間のボンドが破壊または脆弱化され、パッケージ同士を容易に分離することができる。一例として、回路９ａ、９ｂは、ユーザがパッケージの外側に配置されたボタンを押し、スイッチ７を閉じさせることによって閉じることができる。ボンドを破壊または脆弱化するのに必要な電流は、それぞれ異なる電位を有する互いに異なる材料の活性面６３、６４を形成することによって印加することができる。

パッケージの連結された２つの面の間に他の層を塗布することができ、このような層は、上述のように、絶縁層、他の導電層、または従来の接着剤の層であってよい。

図１１ａ〜１１ｂは、ハンドリング部材７０に連結されたカップ７１およびソーサー７２の形をした１組の二次品を示している。

ハンドリング部材は、カップ７１が連結された第１の接着領域７３と、ソーサーが連結された第２の接着領域７４とを有している。接着領域７３、７４は、円板または板状のハンドリング部材７０の両側に配置されている。ハンドリング部材７０は、（カップおよびソーサーが連結された）ハンドリング部材をディスプレイラック上に懸垂させるための通し開口部を備えた延長部の形をした係合部７０ａをさらに有している。ハンドリング部材は、第１の活性面および第２の活性面をさらに備えている。活性面はそれぞれ異なる電位を有する互いに異なる材料で形成されている。ハンドリング部材は、活性面同士を互いに接続する回路６をさらに備えている。基本的に、接着領域は、電気的に脆弱化可能な接着剤を有しており、上記の開示に従って構成することができる。

図１２は、２つのパッケージ８１および８２の形をした２つの二次品に連結されたハンドリング部材８０を示している。

このハンドリング部材は、２つの接着領域８３および８４を備えており、接着剤領域８３、８４の間に配置された係合領域８０ａを有するスリングを形成している。ハンドリング部材８０の２つの接着領域８３、８４は、１つの同じ二次品（またはパッケージ）に連結することができる。１つまたは２つ以上のパッケージは、上述のように互いに一時的に連結されるようになっている種類のものであってよい。ハンドリング部材に連結されたパッケージを、上述のように連結部材を使用して底部（または頂部）の所で互いに連結することもできる。接着領域８３、８４の電気的に脆弱化可能な接着剤に電圧をかける方法は、上記に詳しく論じたようにそれぞれ異なる電位を有する互いに異なる材料の２つの活性面を設けることによって実現することができる。

以下に説明するパッケージは、電気的に脆弱化可能な接着剤を利用する。図１０ａ〜１０ｂ、図１３ａ〜１３ｂ、および図１４は、様々な種類のパッケージにおける使用例および用途を示している。

図１３ａ〜１３ｂは、上述の電気的に脆弱化可能な積層構造を使用して開放されるようになっているクロージャを備えたパッケージを断面図で示している。

このパッケージは、頂部パネル２０と、底部パネル２１と、前部パネル２２と、後部パネル２３と、２枚の側面パネル（図１３ａ〜１３ｂの断面図の前部および後部）とを有している。クロージャフラップ２４が頂部パネル２０に連結されるかまたは頂部パネル２０と一体的に形成されている。クロージャフラップ２４は、頂部パネル２０に対して折り畳まれ、前部パネル２２の一部に沿って延び、上述の電気的に脆弱化可能な積層構造を使用して前部パネル２２に固定されている。

２つの活性面３、４が、頂部パネル２０によって密閉される開口部の一方の側に並べて、ただし直接接触はせずに配置されている。活性面３、４は、クロージャフラップ２４に面する前部パネル２２の外側に配置されている。ボンディング層５が活性面３、４とクロージャフラップ２４との間に塗布され、それによって活性面３、４をクロージャフラップ２４に結合している。活性面３、４を電気的に接続する電気回路９が設けられている。回路は概略的に、スイッチ７および電圧供給源６を含むように描かれている。電圧は、それぞれ異なる電位を有する互いに異なる材料の活性面３、４を形成することによって得られる。このことについては、図１〜５の基本積層構造を参照して詳しく論じた。

図１３ａでは、スイッチ７が開いており、ボンディング層５を通って流れる電流はなく、クロージャフラップ２４は活性面３、４、したがって前部パネル２２に結合されたままである。図１３ｂでは、スイッチ７が閉じており、閉回路が形成され、ボンディング層５を通って電流が流れており、それによってボンディング層５内あるいはボンディング層５と一方または両方の活性面３、４との間のボンドが破壊または脆弱化され、したがって、パッケージを容易に開放することができる。

図１３ａ〜１３ｂは、この原則を示す概略図である。図１３ａ〜１３ｂには示されていないが、回路９およびスイッチ７は、パッケージを開放したいユーザがパッケージの外側に配置されたボタンを押し、それによってスイッチを閉じてボンディング層内のボンドを破壊または脆弱化させるように構成することができる。さらに、上記に図２〜５を参照して説明したように活性面３、４を平面外に分離するために絶縁層を配置することができ、ボンディング層５とクロージャフラップ２４との間に従来の非導電接着剤を配置することができる。前部パネル２２が第１の担体層２を構成し、クロージャフラップ２４が第２の担体層２を構成する図１３ａ〜１３ｂとは異なり、クロージャフラップ２４が第１の担体層１を構成することができ、パッケージの前部パネル２２が第２の担体層２を構成することができることにも留意されたい。

図１４は、電気力をかけることによって開放されるようになっており、２つの部品、すなわち、製品を受け入れるようになっている容器３０とキャップ３１とを有するパッケージの他の実施形態を示している。パッケージはたとえばボトルであるが、任意の種類のパッケージが可能である。活性面３、４は、キャップ３１の、容器３０に面する面上に、互いに距離を置いて配置されている。ボンディング層５が、活性面３、４と容器３０の、キャップ３１に面する面との間に塗布されている。ボンディング層５はキャップ３１を容器３０に接着している。活性層３、４は、スイッチ７および電圧供給源６を有する回路９によって接続されている。電圧は、それぞれ異なる電位を有する互いに異なる材料の活性面３、４を形成することによって得られる。スイッチ７が開いているとき、活性面３、４同士の間またはボンディング層５を通って流れる電流はなく、キャップは容器３０に接着されたままである。スイッチ７が閉じており、ボンディング層５を通って電流が流れると、ボンディング層５内あるいはボンディング層５と一方または両方の活性面３、４との間のボンドが破壊または脆弱化され、それによって、容器３０を容易に開放することができる
さらに、上記に図２〜５を参照して説明したように活性面３、４を平面外に分離するために絶縁層を配置することができ、ボンディング層５と容器３０またはキャップ３１との間に従来の非導電接着剤を配置することができる。キャップ３１が第１の担体層２を構成し、容器３０が第２の担体層２を構成する図１４とは異なり、容器３０が第１の担体層１を構成することができ、キャップ３１が第２の担体層２を構成することができることにも留意されたい。

キャップ３１の内側エンベロープ面および容器３０の首部の外側エンベロープ面にねじ山を設けることができ、この場合、キャップはねじによって容器上に取り付けられる。ねじ山は、首部円周全体にわたって延びるかまたはガラス製びんおよび金属製ふたに使用されることが少なくない差し込み連結部と同様に一部の周りのみを延びることができる。このような実施形態では、調整された剥離材料はいたずら防止部材または容易に破壊可能な密封層として働くことができる。

それぞれ異なる層が電気的に脆弱化可能な接着剤を使用して互いに連結された第１の基本構造を示す図である。接着剤層の同じ側に配置された活性面を有する第２の基本構造の第１の実施形態の分解図である。第２の基本構造の第２の実施形態の分解図である。図３の構造の断面図である。第２の基本構造の第３の実施形態の分解図である。複数の第１および第２の活性層を有するサンドイッチ構造を示す図である。複数の第１および第２の活性層を有する平坦構造を示す図である。電気的に脆弱化可能な接着剤と一方の活性面との間に挿入された第２の接着剤を有する実施形態を示す図である。１２個のパッケージが２枚のパネルによって互いに保持される実施形態を示す図である。図８に示されているパネルを示す図である。分散ユニットを形成するように互いに保持されるようになっている２つのパッケージを示す図である。図１０ａのパッケージの一部の拡大図である。ハンドリング部材に連結されたカップおよびソーサーの形をした１組の二次品を示す図である。２つのパッケージの形をした２つの二次品に連結されたハンドリング部材を示す図である。パッケージの断面図である。図１１ａのパッケージの開放時の断面図である。スクリューキャップを備えたボトル首部の一部を示す図である。

Claims

積層構造であって、
第１の電極電位を有する第１の活性層と、
第２の電極電位を有する第２の活性層とを有し、
前記第２の電極電位は前記第１の電極電位とは異なり、
前記第１および第２の活性層は互いに距離を置いて配置され、
前記第１の活性層と前記第２の活性層との間の前記距離を少なくとも部分的に埋める電気的に脆弱化可能な接着剤の第３の層をさらに有する積層構造。
前記第３の層は、前記第１の活性層と前記第２の活性層との間の前記距離を埋める、請求項１に記載の積層構造。
前記第１の活性層と前記第２の活性層との間の距離は、前記第３の層と、導電接着剤で形成された第４の層とによって埋められている、請求項１に記載の積層構造。
前記第１および第２の活性層を支持する面を有する基板をさらに有し、前記第１の活性層は、前記第２の活性層から前記第１の基板の前記面に沿ってある距離だけ離れている、請求項１から３のいずれか一項に記載の積層構造。
前記第１の基板は非導電材料で形成されている、請求項４に記載の積層構造。
前記第１の基板は、板紙で形成されている、請求項４または５に記載の積層構造。
前記第１の基板は、プラスチックで形成されている、請求項４または５に記載の積層構造。
前記第１の基板は、第２の基板に連結可能であり、前記電気的に脆弱化可能な接着剤は、前記第１の基板と前記第２の基板との間に位置するように配置されている、請求項４から７のいずれか一項に記載の積層構造。
前記電気的に脆弱化可能な接着剤と前記第２の基板との間に位置するように配置された層として構成された電気的に脆弱化不能な接着剤をさらに有する、請求項８に記載の積層構造。
第１の電極電位を有する第１の材料の複数の前記第１の活性層と、第２の電極電位を有する第２の材料の複数の前記第２の活性層とをさらに有し、前記第１および第２の活性層は、各対のそれぞれの第１の活性層およびそれぞれの第２の活性層が互いにある距離だけ離れた複数の対として構成され、前記電気的に脆弱化可能な接着剤によって埋められる少なくとも１つの距離とは別の各距離は、電解材料によって埋められ、前記各対は、第１の対の前記第１の活性層を第２の対の前記第２の活性層に接続することによって互いに接続される、請求項１から９のいずれか一項に記載の積層構造。
前記複数の第１および第２の活性層を支持する面を含む第１の基板をさらに有し、それぞれの第１の活性層は、それぞれの第２の活性層から前記第１の基板の前記面に沿ってある距離だけ離れている、請求項１０に記載の積層構造。
前記第１および第２の活性層を互いに電気的に接続可能なスイッチ部材をさらに有する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の積層構造。
前記第１の活性層に電気的に接続された第１のコネクタと、前記第２の活性層に電気的に接続された第２のコネクタとをさらに有し、前記第１および第２のコネクタは、外部コネクタによって互いに電気的に接続されるようになっている、請求項１から１１のいずれか一項に記載の積層構造。
積層構造を解放してパッケージを開放または解放するかあるいは連結部材を解放する方法であって、
第１の電極電位を有する第１の活性層を設けることと、
第２の電極電位を有する第２の活性層を設けることとを含み、
前記第２の電極電位は、前記第１の電極電位とは異なり、
前記第１および第２の活性層は互いに距離を置いて配置され、
前記第１の層と前記第２の層との間の前記距離を少なくとも部分的に埋める電気的に脆弱化可能な接着剤の第３の層を設けることと、
前記第１および第２の活性層を電気的に接続することによって電気的に脆弱化可能な接着剤を解放することとをさらに含む方法。