第二十三章智能化包装

第二十三章智能化包装1、智能化包装背景及包装形式2、显窃启包装TAMPER-EVIDENTPACKAGING3、儿童安全包装CHILD-RESISTANTPACKAGING4、电子信息组合包装MICROWAVEABLEFOODPACKAGING5、防伪包装（略）6、活性包装（略）第一节智能化包装背景及包装形式1、智能化包装背景1992年12月在伦敦召开了世界上第一次智能化包装国际会议,会议为“智能化包装”(intelligentpackaging)下了这样的定义:一个包装,一个产品或产品与包装的组合,含有一种集成化元件或固有特性,通过这个元件或特性把符合特定要求的智能化成分赋予产品包装功能中,或产品本身的使用过程中。具体来说,就是以提高商品的安全性和消费流通的高效性为目的,在包装设计、包装工艺、包装材料与结构等方面引入与应用全新的智能概念及方法,最大限度地满足市场和消费者的要求。智能化包装背景及包装形式2、什么是智能化包装智能化包装（IntelligentPackaging），是指一个包装或一个产品与包装的组合，其中含有某种集成化元件或固有品质。通过这个元件，将符合特定要求的智能化成分赋予产品包装功能中或产品本身的使用过程中。包装智能化技术的出现对于新世纪的人类更具亲切性，使人机交互式商务信息的沟通更为简捷。对于产品及其包装能进行控制干预行为的某些包装材料、结构、形式或，被归为“智能型包装”。它具体可分为：利用包装材料、结构形式对商品的质量和流通安全性进行积极干预与实施保障；利用远程信息收集、管理、控制与处理技术完成对运输包装系统的优化管理等。智能化包装背景及包装形式3、智能化包装技术与形式智能化包装技术与形式,突出以人为本的思想,使人们在购买与使用商品时更加"省心省力"。例如针对食品、药品、化学品、危险品流通与使用中的种种问题,显窃启包装(tamper-evidentpackaging)、儿童安全包装(child-resistantpackaging)先后问世并得到迅速发展。针对商品伪造之风,防伪包装(counterfeit-proofpackaging)承担起商品最外层的屏障作用。适应电子购物和网上定购方式的电子信息组合包装(electroniccombinedpackaging)也已初显端倪。这些全新的包装形式和技术,目前可统称为智能化包装。其中显窃启包装、儿童安全包装和防伪包装主要体现了对商品、对消费者、对厂商的保安功能,是对包装传统功能的延伸,故也可称为保安性包装辅助技术。智能化包装背景及包装形式目前的包装智能化技术应该说还处于雏形阶段。信息技术与创造性设计思想则是当前“包装智能化”技术的精髓。主要可分为三大类：（1）保安型包装；（2）活性包装材料；（3）电子信息组合包装。就形式名称而言，有：显窃启包装（TAMPER-EVIDENTPACKAGING）、儿童安全包装（CHILD-RESISTANTPACKAGING）、防伪包装（COUNTERFEIT-PROOFPACKAGING）、活性包装（ACTIVEPACKAGING）、微波加热智能包装（MICROWAVEABLEFOODPACKAGING）、电子标签（PUC,RFID）、带电子芯片包装（PACKAGINGWITHELECTRONICALCHIP）、可跟踪性运输包装（TRACEABLE-TRANSPORTPACKAGING）等。第二节显窃启包装技术一、背景略显窃启包装技术二、显窃启包装的技术特点与结构型式1.薄膜裹包显窃启包装技术裹包形式可分:①全面粘合裹包——用粘合剂使裹包材料与容器全面粘合,适用于纸盒和纸罐等②收缩裹包——先将被包物品置于两片收缩膜之间,利用薄膜受热后收缩的特点,使之紧紧裹住产品或容器。③拉伸裹包——将拉伸膜在常温下拉伸对被包装件进行裹包的一种方法,有单向拉伸和双向拉伸之分。多用于盛装于浅盘中的农产品或托盘货物。④贴体裹包——使裹包材料与被包装物的整个面相接触,与其外形相吻合。先将被包物品置于两片具有热封合性能的热塑薄膜之间,然后加热,抽出部分空气,经柔性辊滚压,使薄膜贴紧于物品表面。此方法对任何外形和表面情况的物品都适用。显窃启包装技术2.泡罩包装显窃启包装技术3.收缩箍套显窃启包装技术4.全封闭容器此类包装包括多种刚性或柔性的口封式或全封式容器——纸、塑、箔制成的封闭袋、软管、金属罐、复合罐等。其优点是:若要取用,必须破坏包装容器或切开包装某一部位。包装袋的关键是封口材料和技术,必须保证产品的安全性和密封性。而金属罐头的防窃启或防偷换效果当属最好,关键是要考虑到消费者开启的方便性。还有如喷雾罐,一般的窃启者和偷换者很难做手脚。显窃启包装技术5.瓶口封闭包装将带有识别标志的纸或铝箔贴合于瓶口或容器上,开启前必须撕破这一封闭物。瓶口封闭物分为内封式和软盖式两种:（1）内封式。有三种常用的内封物,由封盖制造厂将其嵌入盖内:①涂蜡纸浆背衬和半透明内衬,是食品工业常用内衬物。当充填完成后,容器通过辊筒系统使粘合剂涂于瓶口上,然后盖上封盖。当去除瓶盖时,半透明纸粘固于容器之上,而纸浆背衬留在盖中。②压敏内封,通常是EPS,压贴后几小时即可粘牢。③热感应内衬,是涂布塑料的铝箔,通常粘附在涂蜡的纸浆背衬上,加上封盖后,容器经过一个电磁场,使铝箔发热,铝箔上的面材即可熔化而粘牢瓶口。(2)软盖式。美国卫生法规要求:奶制品包装容器的倒出口在运输和贮存中必须被封盖好。铝箔作软封盖开始于1966年奶品业,然后用于保健品业,这些都属一次性方便包装,被偷换必留明显痕迹。铝箔软封盖一旦被取下,极难再经滚压重新盖紧瓶口。显窃启包装技术6.胶带封闭物图23-6图文消失胶带1一离形剂层;2透明塑料膜;3一印刷油墨层；4一粘着剂;5一卷筒显窃启包装技术7.可破坏盖图23-7断开式塑料防盗图23-8撕拉箍式防盗盖1-瓶盖2-“桥”;3一棘爪;4-防盗环显窃启包装技术8.报警信号式包装P310图23-9真空按钮盖第三节儿童安全包装技术一、儿童安全包装的背景和现状（讨论）儿童安全包装技术二、儿童防护力测试程序（自学）儿童安全包装技术三、CR包装技术要求儿童安全包装技术四、CR包装结构简介1.压扭盖尽管它有如上所述的缺陷,但用"施压并扭转"两个综合动作打开包装的确是个好的方法。同时做两个动作,儿童往往办不到。关键还是降低所需的按压力,以适合于老年人使用。图23-11挤一扭盖儿童安全包装技术2.掀开盖其结构原理前面已有论述。箭头等标志的对准属于智力行为,幼儿还做不到。但若凸耳过小或凸缘过大,老人掀开也有困难。对其结构的修改,主要使外露的凸耳区域的瓶与盖间距增大,易于老年人动作,而保留对儿童的防范作用。具体可有几个,例如,箭头对准后在槽隙中插入餐刀之类工具来掀开瓶盖,或把瓶颈上的凸缘缺口加深,把缺口和凸耳增宽,这样就增大了瓶盖上凸耳的外露部分,便于老年人用拇指掀盖。图23-12对齐一撬开盖儿童安全包装技术3.泡罩式包装为防止儿童打开普通的泡罩包装,要求从角上撕开背面粘贴纸,或用力把内装物从背面压出来(pressthroughpackage)。但若纸箔有相当强度，或粘贴纸较牢固,则很多老年人也无法使用。改进方法是:背面粘贴纸冲有针孔,经弯折,粘贴纸沿针孔处断裂。这样既防范了儿童,又方便了老年人。儿童安全包装技术4.迷宫式盖这是一种依靠智力技巧开启的包装形式,容器外附有开启方法提示。图23-13为其结构简图。在外盖内壁有一凸耳,瓶口外围是迷宫式螺旋线,它要求成年人能辨认和记住一系列动作,方能打开瓶盖。一般小孩子要掌握一系列动作,显然做不到。迷宫式盖有单盖和双盖两种。前者迷宫在瓶体上,走通迷宫后外盖带动内盖,使之松开或拧紧。儿童安全包装技术图23-13迷宫盖图23-14滚珠盖儿童安全包装技术5.滚珠式盖打开这种盖需要借助内外盖之间的一个滚珠。当外盖提起时,滚珠落入模形空间内,带动内盖将瓶盖拧紧。由于外盖常处于落下状态,顺时针旋转时为拧紧,逆时针旋转时则空转,从而达到安全防范目的。见图23-14儿童安全包装技术6.拉拔盖这是一种新型的盛装药物的容器包装方法。见图23-15。瓶盖密封由外盖下部带有两个向内凸的舌头(高1～2mm,长2～3mm)和内塞组成。内塞为倒置帽形高约3~5mm,帽沿圆周上有向内凸的舌边。瓶口下部有一凸边,边缘圆周上均布两个缺口(比外盖舌头稍长)。一般情况下,外盖在瓶上可空转。当转到特定位置(有标识记号)时,外盖脱开,但此时因外盖与内塞相扣,需加一定的力作拉拔动作以克服内塞与瓶口间的摩擦力。这一系列的动作,儿童难以完成，但对有一定辨识能力的成年人或老年人来说并无困难,也不影响重新封闭。图23-15新型拉拔盖儿童安全包装技术7.单剂量药物防童包装此例是一种能防止儿童误服的单剂量药物包装。见图23-16。它包括一个具有多个空穴的扁长形容器和一个封盖。塑料封盖两端设计有富于弹性的翘舌,扁长形盒中每个空穴容纳单剂量药物,在充填后各用一片可剥离的铝箔封闭,其两端留有供封盖翘舌插入的凹槽,撕开铝箔即可得到药片。此包装盒可重复封闭。儿童安全包装技术8.卡口片防童瓶一种卡口式封盖,比迷宫式盖简单,其原理类似于插口式灯座。瓶盖内壁均布两小凸块(直径2～3mm),瓶口上设计有方向连续曲折的凹槽。成年人可按瓶体上指示记号开启瓶盖。若儿童玩弄时,仅觉得瓶可有限转动。由于其辨识能力有限,很难通过二次不同方向的连续转动而打开瓶子。儿童安全包装技术五、影晌CR包装有效性的因素在许多儿童安全包装时,可以发现某些因素明显影响儿童安全包装的有效性:1.标记的可见性。2.相配材料摩擦力。3.尺寸因素。4.封闭衬垫物。第四节电子信息组合包装电子信息组合包装(electroniccombinedpackaging)是将电子线路或微芯片与专门包装相组合,将成为21世纪初包装革新的主要标志。电子信息组合包装一、自动微波加热食品包装（Microwaveablefoodpackaging）微波炉食品包装将是电子信息技术在包装上应用的先例。由美国Rutgers大学开发的智能化微波加热包装（IntelligentMicrowaveablePackage），也就是通常的半制成品食品的包装，可放在微波炉内自动加热烹制，无须人工操纵。而目前普通的微波加热包装食品，烹制效果不够理想，微波炉无法区分这些包装食品的差异。电子信息组合包装新开发的智能型微波加热包装就是一个良好的信息媒体。食品、包装和微波炉之间可以进行信息互通。当包装物上印制的条形码（或其它数码）携带了重要的信息（包括食品、包装和微波炉的），而在微波炉上配备有条码扫描仪和微处理器。该微处理器与扫描仪联通，微波加热过程就用扫描仪得到的逻辑信息加以控制，包括控制微波炉的磁控管和功率时间表。当然，微波加热过程的控制软件需要由食品科学家和微波炉制造工程师合作来设计。由他们研究决定哪些专门的信息应该置入条码中，微处理器需要哪些逻辑程序，需要哪种信息编码和解码系统。电子信息组合包装微波食品包装材料——微波炉对食品加热时，虽然主要依靠食品中水偶极子在微波形成的电磁场中的旋转摩擦产生的热来达到其目的，但是其加热的速度却直接受食品包装容器的材料和形状的影响。考虑到多数未加工食品需要冷冻，所以微波食品包装材料必须经受得住连续冷冻和高温化解及加热的作用。特别是智能化的包装则对材料要求更高。按材料与微波发生作用的机理，微波食品包装材料可分为以下三类：微波穿透材料、微波吸收材料、微波反射材料。电子信息组合包装智能型活化元素——有两项活化元素专利（即US5864123和5910268），这两项专利的要点是：在食品的包装薄膜上事先设置一些狭条或狭缝。在微波加热的时候，这些活化元素将依据是否存在内装食品，以及是否存在邻近非导电物质等条件来控制狭条和狭缝的大小，从而控制微波在其中的共振作用。因此，在包装薄膜内置入这些活化元素就可以起到强化微波加热或者减少加热作用的效果。US5858487也是微波加热的食品包装专利，它提供了一种非粘性的包装层。这种包装层的主要成分是一层未打孔的铝箔传感层，上面涂布了铬的硬脂酸化合物以及一层聚酯薄膜，还有一层聚合乳胶粘合层及一层纸。这种包装主要用于塑料薄膜包装内海产品的托盘定位，特别是龙虾及涂酱的海产品。整个包装无需开启就可以进行微波加热。电子信息组合包装二、带电子芯片销售包装（Packagingwithelectronicchip）将商品选购与使用时需要读取的一切信息以数码形式贮存于微芯片中，顾客手推车上装有专用的扫描仪和微型计算器，可以很方便地用此装置读取包装上的所有信息（名称，成分，功能，产地，保质期，重量，价格，使用指南等），甚至还能计算和画出同类产品的容量价格比图线。由于这种包装的出现，消费者的采购行为既省力又方便。带有电子数据信息的包装的可涵盖面很广，它可以运用在包括食品在内几乎所有产品上。电子信息组合包装欧盟国家的包装标签上的信息至少要用两种语言——制造国语言和销售国语言。而就流通地域而言，甚至需要五种语言来表达信息，这在很大程度上削弱了包装表面的其它信息传达力。使用光学数据存储技术，就有可能把这些信息压缩于一张软盘或芯片中，留出主要区域及空间做图形或品牌设计之用。只需在销售点或是消费者的家中使用某种设备（家用电脑、厨房设备）解读信息就可以了。就光学技术特有的存储量大及多样性的特点，这种做法是完全可能的。电子信息组合包装三、可跟踪性运输包装（Traceable-transportpackaging）智能化包装技术是依赖于智能化程度越来越高的现代物流系统和电子商务时代而发展起来的。电子商务活动必然会涉及网上订货，快速反应，即时送货，商品集散点，社区配货等各种新的商务手段，商品的包装由此也将发生极大的变化。“可跟踪性运输包装”是一种有利于自动化管理的包装技术形式，它基于ＧＰＳ系统方法。采用可跟踪运输包装技术(traceable-transportpackaging),可使运输容器在流通渠道中被全程跟踪,方便于控制中心完成对运输商品的实时调控和管理，管理者可及时完成对运输路径的优化调整，达到商品流通的快捷化、科学化和低成本化的目的。电子信息组合包装可追踪性运输包装尤其适合于自动化运输管理和电子购物送货方式,因为电子交易时代要求配以JIT(即时生产与送货法)方式,同时,电子购物流通中心和地区配货中心希望以最短化运输路径和混装货物满载化进行送货,以达到低成本的目的。这种可追踪电子芯片,可容纳记录下各种信息。它联接于容器上或托盘上,能在任何时间任何地点被读出信息。电子信息组合包装四、基于网络的包装生成与管理系统智能型物品流通系统，它是一种适应新世纪电子商务发展的新型物流模式。它与传统模式最大的区别在于：打破了传统的流通媒介，无需商店、超市等流通环节，厂家通过社区配送中心将商品直接送达消费者手中。由于基本省略了商品实物的陈列与面向货架的选购环节，包装物在商品流通过程中所处的地位有所削弱与改变。消费者需要哪一种外包装（以减少浪费与降低成本为目的）可以与配送中心协商决定，充分体现“以人为本”的理念。快速反应与即时送货环节可最大程度上满足顾客最短时间、最佳路径、最低运费的要求。电子信息组合包装五．商品码及电子标签（Barcoding&ElectronicProductCoding）条码是将线条与空白按照一定的编码规则组合起来的符号，用以表一定的字母、数字等资料。在进行辨识时，用条码阅读机扫描，得到一组反射光信号，此信号经光电转换后变为一组与线条、空白相对应的电子信号，经解码后还原为相应的文数字，在传入电脑。条码辨识技术相当成熟，其读取的错误率约为百万分之一，是一种可靠性高、输入快速、准确性高、成本低、应用广的信息自动收集技术。电子信息组合包装无线射频识别码（ＲＦＩＤ）射频识别技术(RadioFrequencyIdentification，RFID)就是以电子标签代替一般条形码，是一种非接触式的自动识别技术，可以瞬间自动读取大量标签的信息。与传统条形码识别技术相比，RFID具有快速自动扫描、体积小、信息容量大、耐久性强、可重复使用、保密性高等优势。主要核心部件是一个直径不足2厘米的电子标签，，数据量可高达2的96次方以上。通过相距几厘米到几米距离内传感器发射的无线电波，可以读取电子标签内储存的信息，识别电子标签代表的物件的身份。RFID因其所具备的远距离读取、高储存量等特性而备受瞩目。演讲完毕，谢谢观看！