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議,會議為“智能化包裝”(intelligentpackaging)下了這樣的定義:一個包裝,一個產(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流通的高效性為目的,在包裝設計、包裝工藝、包裝材料與結(jié)構(gòu)等方面引入與應用全新的智能概念及方法,最大限度地滿足市場和消費者的要求。

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），是指一個包裝或一個產(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)對于新世紀的人類更具親切性，使人機交互式商務信息的溝通更為簡捷。對于產(chǎn)品及其包裝能進行控制干預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)形式對商品的質(zhì)量和流通安全性進行積極干預與實施保障；利用遠程信息收集、管理、控制與處理技術(shù)完成對運輸包裝系統(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,使人們在購買與使用商品時更加"省心省力"。例如針對食品、藥品、化學品、危險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。針對商品偽造之風,防偽包裝(counterfeit-proofpackaging)承擔起商品最外層的屏障作用。適應電子購物和網(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)了對商品、對消費者、對廠商的保安功能,是對包裝傳統(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)應該說還處于雛形階段。信息技術(shù)與創(chuàng)造性設計思想則是當前“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）、電子標簽（PUC,RFID）、帶電子芯片包裝（PACKAGINGWITHELECTRONICALCHIP）、可跟蹤性運輸包裝（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,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被包裝件進行裹包的一種方法,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、復合罐等。其優(yōu)點是: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屬最好,關(guān)鍵是要考慮到消費者開啟的方便性。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

將帶有識別標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。當去除瓶蓋時,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,壓貼后幾小時即可粘牢。③熱感應內(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.報警信號式包裝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、兒童防護力測試程序（自學）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)"兩個綜合動作打開包裝的確是個好的方法。同時做兩個動作,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。箭頭等標志的對準屬于智力行為,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,易于老年人動作,而保留對兒童的防范作用。具體可有幾個方案,例如,箭頭對準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)。但若紙箔有相當強度，或粘貼紙較牢固,則很多老年人也無法使用。改進方法是: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和記住一系列動作,方能打開瓶蓋。一般小孩子要掌握一系列動作,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)外蓋之間的一個滾珠。當外蓋提起時,滾珠落入模形空間內(nèi),帶動內(nèi)蓋將瓶蓋擰緊。由于外蓋常處于落下狀態(tài),順時針旋轉(zhuǎn)時為擰緊,逆時針旋轉(zhuǎn)時則空轉(zhuǎn),從而達到安全防范目的。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缺口(比外蓋舌頭稍長)。一般情況下,外蓋在瓶上可空轉(zhuǎn)。當轉(zhuǎn)到特定位置(有標識記號)時,外蓋脫開,但此時因外蓋與內(nèi)塞相扣,需加一定的力作拉拔動作以克服內(nèi)塞與瓶口間的摩擦力。這一系列的動作,兒童難以完成，但對有一定辨識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。它包括一個具有多個空穴的扁長形容器和一個封蓋。塑料封蓋兩端設計有富于彈性的翹舌,扁長形盒中每個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),瓶口上設計有方向連續(xù)曲折的凹槽。成年人可按瓶體上指示記號開啟瓶蓋。若兒童玩弄時,僅覺得瓶可有限轉(zhuǎn)動。由于其辨識能力有限,很難通過二次不同方向的連續(xù)轉(zhuǎn)動而打開瓶子。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價許多兒童安全包裝時,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世紀初包裝革新的主要標志。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)在包裝上應用的先例。由美國Rutgers大學開發(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良好的信息媒體。食品、包裝和微波爐之間可以進行信息互通。當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間表。當然，微波加熱過程的控制軟件需要由食品科學家和微波爐制造工程師合作來設計。由他們研究決定哪些專門的信息應該置入條碼中，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——微波爐對食品加熱時，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?？紤]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材料要求更高。按材料與微波發(fā)生作用的機理，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——有兩項活化元素專利（即US5864123和5910268），這兩項專利的要點是：在食品的包裝薄膜上事先設置一些狹條或狹縫。在微波加熱的時候，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。整個包裝無需開啟就可以進行微波加熱。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，價格，使用指南等），甚至還能計算和畫出同類產(chǎn)品的容量價格比圖線。由于這種包裝的出現(xiàn)，消費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信息，這在很大程度上削弱了包裝表面的其它信息傳達力。使用光學數(shù)據(jù)存儲技術(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計之用。只需在銷售點或是消費者的家中使用某種設備（家用電腦、廚房設備）解讀信息就可以了。就光學技術(shù)特有的存儲量大及多樣性的特點，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)和電子商務時代而發(fā)展起來的。電子商務活動必然會涉及網(wǎng)上訂貨，快速反應，即時送貨，商品集散點，社區(qū)配貨等各種新的商務手段，商品的包裝由此也將發(fā)生極大的變化。

“可跟蹤性運輸包裝”是一種有利于自動化管理的包裝技術(shù)形式，它基于ＧＰＳ系統(tǒng)方法。采用可跟蹤運輸包裝技術(shù)(traceable-transportpackaging),可使運輸容器在流通渠道中被全程跟蹤,方便于控制中心完成對運輸商品的實時調(diào)控和管理，管理者可及時完成對運輸路徑的優(yōu)化調(diào)整，達到商品流通的快捷化、科學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輸包裝尤其適合于自動化運輸管理和電子購物送貨方式,因為電子交易時代要求配以JIT(即時生產(chǎn)與送貨法)方式,同時,電子購物流通中心和地區(qū)配貨中心希望以最短化運輸路徑和混裝貨物滿載化進行送貨,以達到低成本的目的。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,能在任何時間任何地點被讀出信息。

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