第十章智能化包裝

第十章智能化包裝第1頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)智能化包裝背景及包裝形式1、智能化包裝背景1992年12月在倫敦召開了世界上第一次智能化包裝國際會(huì)議,會(huì)議為“智能化包裝”(intelligentpackaging)下了這樣的定義:一個(gè)包裝,一個(gè)產(chǎn)品或產(chǎn)品與包裝的組合,含有一種集成化元件或固有特性,通過這個(gè)元件或特性把符合特定要求的智能化成分賦予產(chǎn)品包裝功能中,或產(chǎn)品本身的使用過程中。具體來說,就是以提高商品的安全性和消費(fèi)流通的高效性為目的,在包裝設(shè)計(jì)、包裝工藝、包裝材料與結(jié)構(gòu)等方面引入與應(yīng)用全新的智能概念及方法,最大限度地滿足市場和消費(fèi)者的要求。

第2頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月智能化包裝背景及包裝形式2、什么是智能化包裝

智能化包裝（IntelligentPackaging），是指一個(gè)包裝或一個(gè)產(chǎn)品與包裝的組合，其中含有某種集成化元件或固有品質(zhì)。通過這個(gè)元件，將符合特定要求的智能化成分賦予產(chǎn)品包裝功能中或產(chǎn)品本身的使用過程中。包裝智能化技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)于新世紀(jì)的人類更具親切性，使人機(jī)交互式商務(wù)信息的溝通更為簡捷。對(duì)于產(chǎn)品及其包裝能進(jìn)行控制干預(yù)行為的某些包裝材料、結(jié)構(gòu)、形式或措施，被歸為“智能型包裝”。它具體可分為：利用包裝材料、結(jié)構(gòu)形式對(duì)商品的質(zhì)量和流通安全性進(jìn)行積極干預(yù)與實(shí)施保障；利用遠(yuǎn)程信息收集、管理、控制與處理技術(shù)完成對(duì)運(yùn)輸包裝系統(tǒng)的優(yōu)化管理等。

第3頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月智能化包裝背景及包裝形式3、智能化包裝技術(shù)與形式

智能化包裝技術(shù)與形式,突出以人為本的思想,使人們?cè)谫徺I與使用商品時(shí)更加"省心省力"。例如針對(duì)食品、藥品、化學(xué)品、危險(xiǎn)品流通與使用中的種種問題,顯竊啟包裝(tamper-evidentpackaging)、兒童安全包裝(child-resistantpackaging)先后問世并得到迅速發(fā)展。針對(duì)商品偽造之風(fēng),防偽包裝(counterfeit-proofpackaging)承擔(dān)起商品最外層的屏障作用。適應(yīng)電子購物和網(wǎng)上定購方式的電子信息組合包裝(electroniccombinedpackaging)也已初顯端倪。這些全新的包裝形式和技術(shù),目前可統(tǒng)稱為智能化包裝。其中顯竊啟包裝、兒童安全包裝和防偽包裝主要體現(xiàn)了對(duì)商品、對(duì)消費(fèi)者、對(duì)廠商的保安功能,是對(duì)包裝傳統(tǒng)功能的延伸,故也可稱為保安性包裝輔助技術(shù)。

第4頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月智能化包裝背景及包裝形式目前的包裝智能化技術(shù)應(yīng)該說還處于雛形階段。信息技術(shù)與創(chuàng)造性設(shè)計(jì)思想則是當(dāng)前“包裝智能化”技術(shù)的精髓。主要可分為三大類：（1）保安型包裝；（2）活性包裝材料；（3）電子信息組合包裝。就形式名稱而言，有：顯竊啟包裝（TAMPER-EVIDENTPACKAGING）、兒童安全包裝（CHILD-RESISTANTPACKAGING）、防偽包裝（COUNTERFEIT-PROOFPACKAGING）、活性包裝（ACTIVEPACKAGING）、微波加熱智能包裝（MICROWAVEABLEFOODPACKAGING）、電子標(biāo)簽（PUC,RFID）、帶電子芯片包裝（PACKAGINGWITHELECTRONICALCHIP）、可跟蹤性運(yùn)輸包裝（TRACEABLE-TRANSPORTPACKAGING）等。

第5頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)顯竊啟包裝技術(shù)

一、背景

P304-306（討論）第6頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月顯竊啟包裝技術(shù)二、顯竊啟包裝的技術(shù)特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)型式1.薄膜裹包第7頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月顯竊啟包裝技術(shù)裹包形式可分:①全面粘合裹包——用粘合劑使裹包材料與容器全面粘合,適用于紙盒和紙罐等②收縮裹包——先將被包物品置于兩片收縮膜之間,利用薄膜受熱后收縮的特點(diǎn),使之緊緊裹住產(chǎn)品或容器。③拉伸裹包——將拉伸膜在常溫下拉伸對(duì)被包裝件進(jìn)行裹包的一種方法,有單向拉伸和雙向拉伸之分。多用于盛裝于淺盤中的農(nóng)產(chǎn)品或托盤貨物。④貼體裹包——使裹包材料與被包裝物的整個(gè)表面相接觸,與其外形相吻合。先將被包物品置于兩片具有熱封合性能的熱塑薄膜之間,然后加熱,抽出部分空氣,經(jīng)柔性輥滾壓,使薄膜貼緊于物品表面。此方法對(duì)任何外形和表面情況的物品都適用。第8頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月顯竊啟包裝技術(shù)2.泡罩包裝

第9頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月顯竊啟包裝技術(shù)3.收縮箍套

第10頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月顯竊啟包裝技術(shù)4.全封閉容器此類包裝包括多種剛性或柔性的口封式或全封式容器——紙、塑、箔制成的封閉袋、軟管、金屬罐、復(fù)合罐等。其優(yōu)點(diǎn)是:若要取用,必須破壞包裝容器或切開包裝某一部位。包裝袋的關(guān)鍵是封口材料和技術(shù),必須保證產(chǎn)品的安全性和密封性。而金屬罐頭的防竊啟或防偷換效果當(dāng)屬最好,關(guān)鍵是要考慮到消費(fèi)者開啟的方便性。還有如噴霧罐,一般的竊啟者和偷換者很難做手腳。

第11頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月顯竊啟包裝技術(shù)5.瓶口封閉包裝

將帶有識(shí)別標(biāo)志的紙或鋁箔貼合于瓶口或容器上,開啟前必須撕破這一封閉物。瓶口封閉物分為內(nèi)封式和軟蓋式兩種:（1）內(nèi)封式。有三種常用的內(nèi)封物,由封蓋制造廠將其嵌入蓋內(nèi):①涂蠟紙漿背襯和半透明內(nèi)襯,是食品工業(yè)常用內(nèi)襯物。當(dāng)充填完成后,容器通過輥筒系統(tǒng)使粘合劑涂于瓶口上,然后蓋上封蓋。當(dāng)去除瓶蓋時(shí),半透明紙粘固于容器之上,而紙漿背襯留在蓋中。②壓敏內(nèi)封,通常是EPS,壓貼后幾小時(shí)即可粘牢。③熱感應(yīng)內(nèi)襯,是涂布塑料的鋁箔,通常粘附在涂蠟的紙漿背襯上,加上封蓋后,容器經(jīng)過一個(gè)電磁場,使鋁箔發(fā)熱,鋁箔上的面材即可熔化而粘牢瓶口。

(2)軟蓋式。美國衛(wèi)生法規(guī)要求:奶制品包裝容器的倒出口在運(yùn)輸和貯存中必須被封蓋好。鋁箔作軟封蓋開始于1966年奶品業(yè),然后用于保健品業(yè),這些都屬一次性方便包裝,被偷換必留明顯痕跡。鋁箔軟封蓋一旦被取下,極難再經(jīng)滾壓重新蓋緊瓶口。

第12頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月顯竊啟包裝技術(shù)6.膠帶封閉物

圖23-6圖文消失膠帶1一離形劑層;2透明塑料膜;3一印刷油墨層；4一粘著劑;5一卷筒

第13頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月顯竊啟包裝技術(shù)7.可破壞蓋

圖

23-7斷開式塑料防盜

圖23-8

撕拉箍式防盜蓋1-瓶蓋2-“橋”;3一棘爪;4-

防盜環(huán)第14頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月顯竊啟包裝技術(shù)8.報(bào)警信號(hào)式包裝P310圖23-9真空按鈕蓋第15頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)兒童安全包裝技術(shù)

一、兒童安全包裝的背景和現(xiàn)狀

P310-312（討論）第16頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月兒童安全包裝技術(shù)二、兒童防護(hù)力測試程序（自學(xué)）第17頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月兒童安全包裝技術(shù)三、CR包裝技術(shù)要求第18頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月兒童安全包裝技術(shù)四、CR包裝結(jié)構(gòu)簡介1.壓扭蓋

盡管它有如上所述的缺陷,但用"施壓并扭轉(zhuǎn)"兩個(gè)綜合動(dòng)作打開包裝的確是個(gè)好的方法。同時(shí)做兩個(gè)動(dòng)作,兒童往往辦不到。關(guān)鍵還是降低所需的按壓力,以適合于老年人使用。

圖23-11擠一扭蓋第19頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月兒童安全包裝技術(shù)2.掀開蓋其結(jié)構(gòu)原理前面已有論述。箭頭等標(biāo)志的對(duì)準(zhǔn)屬于智力行為,幼兒還做不到。但若凸耳過小或凸緣過大,老人掀開也有困難。對(duì)其結(jié)構(gòu)的修改,主要使外露的凸耳區(qū)域的瓶與蓋間距增大,易于老年人動(dòng)作,而保留對(duì)兒童的防范作用。具體可有幾個(gè)方案,例如,箭頭對(duì)準(zhǔn)后在槽隙中插入餐刀之類工具來掀開瓶蓋,或把瓶頸上的凸緣缺口加深,把缺口和凸耳增寬,這樣就增大了瓶蓋上凸耳的外露部分,便于老年人用拇指掀蓋。

圖23-12

對(duì)齊一撬開蓋第20頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月兒童安全包裝技術(shù)3.泡罩式包裝為防止兒童打開普通的泡罩包裝,要求從角上撕開背面粘貼紙,或用力把內(nèi)裝物從背面壓出來(pressthroughpackage)。但若紙箔有相當(dāng)強(qiáng)度，或粘貼紙較牢固,則很多老年人也無法使用。改進(jìn)方法是:背面粘貼紙沖有針孔,經(jīng)彎折,粘貼紙沿針孔處斷裂。這樣既防范了兒童,又方便了老年人。第21頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月兒童安全包裝技術(shù)4.迷宮式蓋這是一種依靠智力技巧開啟的包裝形式,容器外附有開啟方法提示。圖23-13為其結(jié)構(gòu)簡圖。在外蓋內(nèi)壁有一凸耳,瓶口外圍是迷宮式螺旋線,它要求成年人能辨認(rèn)和記住一系列動(dòng)作,方能打開瓶蓋。一般小孩子要掌握一系列動(dòng)作,顯然做不到。迷宮式蓋有單蓋和雙蓋兩種。前者迷宮在瓶體上,走通迷宮后外蓋帶動(dòng)內(nèi)蓋,使之松開或擰緊。第22頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月兒童安全包裝技術(shù)圖23-13迷宮蓋圖23-14

滾珠蓋第23頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月兒童安全包裝技術(shù)5.滾珠式蓋打開這種蓋需要借助內(nèi)外蓋之間的一個(gè)滾珠。當(dāng)外蓋提起時(shí),滾珠落入模形空間內(nèi),帶動(dòng)內(nèi)蓋將瓶蓋擰緊。由于外蓋常處于落下狀態(tài),順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)為擰緊,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)則空轉(zhuǎn),從而達(dá)到安全防范目的。見圖23-14

第24頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月兒童安全包裝技術(shù)6.拉拔蓋這是一種新型的盛裝藥物的容器包裝方法。見圖23-15。瓶蓋密封由外蓋下部帶有兩個(gè)向內(nèi)凸的舌頭(高1～2mm,長2～3mm)和內(nèi)塞組成。內(nèi)塞為倒置帽形高約3~5mm,帽沿圓周上有向內(nèi)凸的舌邊。瓶口下部有一凸邊,邊緣圓周上均布兩個(gè)缺口(比外蓋舌頭稍長)。一般情況下,外蓋在瓶上可空轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)到特定位置(有標(biāo)識(shí)記號(hào))時(shí),外蓋脫開,但此時(shí)因外蓋與內(nèi)塞相扣,需加一定的力作拉拔動(dòng)作以克服內(nèi)塞與瓶口間的摩擦力。這一系列的動(dòng)作,兒童難以完成，但對(duì)有一定辨識(shí)能力的成年人或老年人來說并無困難,也不影響重新封閉。

圖23-15新型拉拔蓋

第25頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月兒童安全包裝技術(shù)7.單劑量藥物防童包裝此例是一種能防止兒童誤服的單劑量藥物包裝。見圖23-16。它包括一個(gè)具有多個(gè)空穴的扁長形容器和一個(gè)封蓋。塑料封蓋兩端設(shè)計(jì)有富于彈性的翹舌,扁長形盒中每個(gè)空穴容納單劑量藥物,在充填后各用一片可剝離的鋁箔封閉,其兩端留有供封蓋翹舌插入的凹槽,撕開鋁箔即可得到藥片。此包裝盒可重復(fù)封閉。第26頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月兒童安全包裝技術(shù)8.卡口片防童瓶一種卡口式封蓋,比迷宮式蓋簡單,其原理類似于插口式燈座。瓶蓋內(nèi)壁均布兩小凸塊(直徑2～3mm),瓶口上設(shè)計(jì)有方向連續(xù)曲折的凹槽。成年人可按瓶體上指示記號(hào)開啟瓶蓋。若兒童玩弄時(shí),僅覺得瓶可有限轉(zhuǎn)動(dòng)。由于其辨識(shí)能力有限,很難通過二次不同方向的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)而打開瓶子。第27頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月兒童安全包裝技術(shù)五、影晌CR包裝有效性的因素在評(píng)價(jià)許多兒童安全包裝時(shí),可以發(fā)現(xiàn)某些因素明顯影響兒童安全包裝的有效性:1.標(biāo)記的可見性。2.相配材料摩擦力。3.尺寸因素。4.封閉襯墊物。第28頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)電子信息組合包裝

電子信息組合包裝(electroniccombinedpackaging)是將電子線路或微芯片與專門包裝相組合,將成為21世紀(jì)初包裝革新的主要標(biāo)志。第29頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月電子信息組合包裝一、自動(dòng)微波加熱食品包裝（Microwaveablefoodpackaging）微波爐食品包裝將是電子信息技術(shù)在包裝上應(yīng)用的先例。由美國Rutgers大學(xué)開發(fā)的智能化微波加熱包裝（IntelligentMicrowaveablePackage），也就是通常的半制成品食品的包裝，可放在微波爐內(nèi)自動(dòng)加熱烹制，無須人工操縱。而目前普通的微波加熱包裝食品，烹制效果不夠理想，微波爐無法區(qū)分這些包裝食品的差異。

第30頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月電子信息組合包裝新開發(fā)的智能型微波加熱包裝就是一個(gè)良好的信息媒體。食品、包裝和微波爐之間可以進(jìn)行信息互通。當(dāng)包裝物上印制的條形碼（或其它數(shù)碼）攜帶了重要的信息（包括食品、包裝和微波爐的），而在微波爐上配備有條碼掃描儀和微處理器。該微處理器與掃描儀聯(lián)通，微波加熱過程就用掃描儀得到的邏輯信息加以控制，包括控制微波爐的磁控管和功率時(shí)間表。當(dāng)然，微波加熱過程的控制軟件需要由食品科學(xué)家和微波爐制造工程師合作來設(shè)計(jì)。由他們研究決定哪些專門的信息應(yīng)該置入條碼中，微處理器需要哪些邏輯程序，需要哪種信息編碼和解碼系統(tǒng)。第31頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月電子信息組合包裝微波食品包裝材料——微波爐對(duì)食品加熱時(shí)，雖然主要依靠食品中水偶極子在微波形成的電磁場中的旋轉(zhuǎn)摩擦產(chǎn)生的熱來達(dá)到其目的，但是其加熱的速度卻直接受食品包裝容器的材料和形狀的影響。考慮到多數(shù)未加工食品需要冷凍，所以微波食品包裝材料必須經(jīng)受得住連續(xù)冷凍和高溫化解及加熱的作用。特別是智能化的包裝則對(duì)材料要求更高。按材料與微波發(fā)生作用的機(jī)理，微波食品包裝材料可分為以下三類：微波穿透材料、微波吸收材料、微波反射材料。第32頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月電子信息組合包裝智能型活化元素——有兩項(xiàng)活化元素專利（即US5864123和5910268），這兩項(xiàng)專利的要點(diǎn)是：在食品的包裝薄膜上事先設(shè)置一些狹條或狹縫。在微波加熱的時(shí)候，這些活化元素將依據(jù)是否存在內(nèi)裝食品，以及是否存在鄰近非導(dǎo)電物質(zhì)等條件來控制狹條和狹縫的大小，從而控制微波在其中的共振作用。因此，在包裝薄膜內(nèi)置入這些活化元素就可以起到強(qiáng)化微波加熱或者減少加熱作用的效果。US5858487也是微波加熱的食品包裝專利，它提供了一種非粘性的包裝層。這種包裝層的主要成分是一層未打孔的鋁箔傳感層，上面涂布了鉻的硬脂酸化合物以及一層聚酯薄膜，還有一層聚合乳膠粘合層及一層紙。這種包裝主要用于塑料薄膜包裝內(nèi)海產(chǎn)品的托盤定位，特別是龍蝦及涂醬的海產(chǎn)品。整個(gè)包裝無需開啟就可以進(jìn)行微波加熱。第33頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月電子信息組合包裝二、帶電子芯片銷售包裝（Packagingwithelectronicchip）將商品選購與使用時(shí)需要讀取的一切信息以數(shù)碼形式貯存于微芯片中，顧客手推車上裝有專用的掃描儀和微型計(jì)算器，可以很方便地用此裝置讀取包裝上的所有信息（名稱，成分，功能，產(chǎn)地，保質(zhì)期，重量，價(jià)格，使用指南等），甚至還能計(jì)算和畫出同類產(chǎn)品的容量價(jià)格比圖線。由于這種包裝的出現(xiàn)，消費(fèi)者的采購行為既省力又方便。帶有電子數(shù)據(jù)信息的包裝的可涵蓋面很廣，它可以運(yùn)用在包括食品在內(nèi)幾乎所有產(chǎn)品上。第34頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月電子信息組合包裝歐盟國家的包裝標(biāo)簽上的信息至少要用兩種語言——制造國語言和銷售國語言。而就流通地域而言，甚至需要五種語言來表達(dá)信息，這在很大程度上削弱了包裝表面的其它信息傳達(dá)力。使用光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，就有可能把這些信息壓縮于一張軟盤或芯片中，留出主要區(qū)域及空間做圖形或品牌設(shè)計(jì)之用。只需在銷售點(diǎn)或是消費(fèi)者的家中使用某種設(shè)備（家用電腦、廚房設(shè)備）解讀信息就可以了。就光學(xué)技術(shù)特有的存儲(chǔ)量大及多樣性的特點(diǎn)，這種做法是完全可能的。第35頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月電子信息組合包裝三、可跟蹤性運(yùn)輸包裝（Traceable-transportpackaging）智能化包裝技術(shù)是依賴于智能化程度越來越高的現(xiàn)代物流系統(tǒng)和電子商務(wù)時(shí)代而發(fā)展起來的。電子商務(wù)活動(dòng)必然會(huì)涉及網(wǎng)上訂貨，快速反應(yīng)，即時(shí)送貨，商品集散點(diǎn)，社區(qū)配貨等各種新的商務(wù)手段，商品的包裝由此也將發(fā)生極大的變化。

“可跟蹤性運(yùn)輸包裝”是一種有利于自動(dòng)化管理的包裝技術(shù)形式，它基于ＧＰＳ系統(tǒng)方法。采用可跟蹤運(yùn)輸包裝技術(shù)(traceable-transportpackaging),可使運(yùn)輸容器在流通渠道中被全程跟蹤,方便于控制中心完成對(duì)運(yùn)輸商品的實(shí)時(shí)調(diào)控和管理，管理者可及時(shí)完成對(duì)運(yùn)輸路徑的優(yōu)化調(diào)整，達(dá)到商品流通的快捷化、科學(xué)化和低成本化的目的。第36頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月電子信息組合包裝可追蹤性運(yùn)輸包裝尤其適合于自動(dòng)化運(yùn)輸管理和電子購物送貨方式,因?yàn)殡娮咏灰讜r(shí)代要求配以JIT(即時(shí)生產(chǎn)與送貨法)方式,同時(shí),電子購物流通中心和地區(qū)配貨中心希望以最短化運(yùn)輸路徑和混裝貨物滿載化進(jìn)行送貨,以達(dá)到低成本的目的。這種可追蹤電子芯片,可容納記錄下各種信息。它聯(lián)接于容器上或托盤上,能在任何時(shí)間任何地點(diǎn)被讀出信息。

第37頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月電子信息組合包裝四、基于網(wǎng)絡(luò)的包裝生成與管理系統(tǒng)

智能型物品流通系統(tǒng)，它是一種適