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、形式或措施，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表面相接触,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。具体可有几个方案,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在评价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