包裝技術的發展是隨著商品流通的發展需要而發展起來的。對於商品來說,包裝主要是起防護、隔離、定量、裝zhuang璜huang和he說shuo明ming的de作zuo用yong,這zhe也ye是shi傳chuan統tong包bao裝zhuang的de功gong能neng和he特te點dian。隨sui著zhe市shi場chang經jing濟ji的de發fa展zhan和he技ji術shu的de進jin步bu,人ren們men在zai包bao裝zhuang中zhong加jia入ru更geng多duo的de智zhi能neng化hua技ji術shu成cheng分fen,以yi滿man足zu日ri益yi複fu雜za的de流liu通tong係xi統tong的de要yao求qiu和he用yong戶hu對dui產chan品pin功gong能neng的de需xu求qiu,使shi其qi具ju備bei傳chuan統tong的de包bao裝zhuang技ji術shu無wu法fa達da到dao的de功gong能neng。因yin此ci了le解jie、研究智能包裝技術以適應我國包裝工業的發展和全球經濟一體化,具有很大的現實意義。
智能包裝包括:功能材料型智能包裝、功能結構型智能包裝及信息型智能包裝。它具體體現為:利用新型的包裝材料、結構與形式對商品的質量和流通安全性進行積極幹預與保障;利用信息收集、管理、控製與處理技術完成對運輸包裝係統的優化管理等。
1 功能材料型智能包裝技術的特點與發展
gongnengcailiaoxingzhinengbaozhuangshizhitongguoyingyongxinxingzhinengbaozhuangcailiao,gaishanhezengjiabaozhuangdegongneng,yidadaohewanchengtedingbaozhuangdemude。muqian,yanzhidecailiaoxingzhinengbaozhuang,tongchangcaiyongguangdian、溫敏、濕敏、氣敏等功能材料,對環境因素具有“識別”和“判斷”功能的包裝。包裝材料複合製成,它可以識別和顯示包裝微空間的溫度、濕度、壓力以及密封的程度、時間等一些重要參數。這是一種很有發展前途的功能包裝,對於需長期貯存的包裝產品尤為重要。
這種材料智能型的包裝用途十分廣泛,技術發展十分迅速,出現了許多技術成熟的產品。美國光學塗料試驗中心和PA技(ji)術(shu)公(gong)司(si)研(yan)製(zhi)出(chu)一(yi)種(zhong)在(zai)外(wai)力(li)作(zuo)用(yong)下(xia)會(hui)變(bian)色(se)的(de)塑(su)料(liao)薄(bo)膜(mo),膜(mo)上(shang)塗(tu)有(you)不(bu)同(tong)波(bo)長(chang)的(de)反(fan)向(xiang)幹(gan)涉(she)塗(tu)層(ceng)。在(zai)正(zheng)常(chang)情(qing)況(kuang)下(xia)塗(tu)層(ceng)呈(cheng)明(ming)亮(liang)色(se)彩(cai),一(yi)旦(dan)被(bei)動(dong)用(yong),塗(tu)層(ceng)便(bian)開(kai)始(shi)剝(bo)落(luo),薄(bo)膜(mo)變(bian)成(cheng)灰(hui)色(se),剝(bo)落(luo)部(bu)分(fen)還(hai)會(hui)產(chan)生(sheng)花(hua)紋(wen),從(cong)而(er)提(ti)供(gong)了(le)此(ci)包(bao)裝(zhuang)曾(zeng)啟(qi)封(feng)過(guo)的(de)警(jing)示(shi)信(xin)號(hao)。這(zhe)種(zhong)材(cai)料(liao)很(hen)適(shi)合(he)作(zuo)包(bao)裝(zhuang)封(feng)記(ji)。美(mei)國(guo)國(guo)際(ji)造(zao)紙(zhi)公(gong)司(si)采(cai)用(yong)以(yi)色(se)列(lie)能(neng)量(liang)紙(zhi)公(gong)司(si)(PowerPaper)開發出來的一種超薄柔軟電池,用於一些消費產品的包裝,這種新型電池可像油墨一樣被“印刷”在產品的包裝上,使之增加燈光、聲音,以及其他一些特殊效果,可讓製造商更有效地通過產品包裝來吸引消費者。這類包裝材料還有20世紀90年代開發出的可用於包裝的導電高分子新型材料[3],如:聚苯胺(PAn)薄膜,聚(乙基)噻吩(PEOT),聚(帷M三聯)噻吩(帷MPTP),聚(丁基)噻吩(PBTh),聚(3?烷基)噻吩(P3AT)等;結構型(共軛)導電高分子還發明了聚對苯撐(PPP),聚苯乙炔(PPV),聚雙乙炔(PDA),聚並苯(PAS),聚噻吩乙炔(PTV),聚丁炔(PPB)等等。這些導電高分子材料,主要采取複合應用的方法,如PPy?PPA、PTP?PAN、PAn?PET、PPy?PET複合膜,其性能大為提高,導電率可達到銀、銅之水平。這些導電高分子材料,具有良好的導電性和穩定性,有些還具有的耐熱性、電致變色性、光電轉換特性、非線性光學特性、電磁吸波特性以及可催化性,因而,廣泛地用於防靜電包裝、電磁屏蔽包裝、包裝的智能觀察窗、隱身包裝、選擇性透氣薄膜等方麵。
這zhe種zhong材cai料liao的de智zhi能neng化hua拓tuo寬kuan了le包bao裝zhuang的de應ying用yong範fan圍wei,一yi種zhong材cai料liao的de研yan製zhi成cheng功gong往wang往wang會hui帶dai來lai包bao裝zhuang的de多duo項xiang功gong能neng的de改gai進jin,起qi到dao事shi半ban功gong倍bei的de效xiao果guo。但dan是shi,由you於yu新xin型xing智zhi能neng材cai料liao的de研yan發fa投tou入ru大da、周期長,往往作為長期研究的計劃。
2 功能結構型智能包裝技術的特點與發展
功gong能neng結jie構gou型xing智zhi能neng包bao裝zhuang是shi指zhi通tong過guo增zeng加jia或huo改gai進jin部bu分fen包bao裝zhuang結jie構gou,而er使shi包bao裝zhuang具ju有you某mou些xie特te殊shu功gong能neng和he智zhi能neng型xing特te點dian。功gong能neng結jie構gou的de改gai進jin往wang往wang從cong包bao裝zhuang的de安an全quan性xing、可靠性和部分自動功能入手進行,這種結構上的變化使包裝的商品使用更加安全和方便簡潔。
這種功能結構型智能包裝最有代表性的是自動加熱和自動冷卻包裝[6]。這兩種包裝都是增加了包裝的部分結構,而使包裝具有部分自動功能。自動加熱型包裝是一種多層、無縫的容器,以注塑成形方法製成,容器內層分成多個間隔,容許產品自我加熱。它的加熱原理是:當(dang)使(shi)用(yong)者(zhe)拿(na)下(xia)容(rong)器(qi)上(shang)的(de)箔(bo),並(bing)按(an)壓(ya)容(rong)器(qi)底(di)部(bu)時(shi),容(rong)器(qi)內(nei)的(de)水(shui)及(ji)石(shi)灰(hui)石(shi)便(bian)會(hui)產(chan)生(sheng)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying),發(fa)放(fang)熱(re)能(neng),進(jin)而(er)令(ling)產(chan)品(pin)加(jia)熱(re)。自(zi)動(dong)冷(leng)卻(que)型(xing)包(bao)裝(zhuang)內(nei)置(zhi)一(yi)個(ge)冷(leng)凝(ning)器(qi)、一yi個ge蒸zheng發fa格ge及ji一yi包bao以yi鹽yan做zuo成cheng的de幹gan燥zao劑ji,冷leng卻que時shi由you催cui化hua作zuo用yong所suo產chan生sheng的de蒸zheng氣qi及ji液ye體ti會hui貯zhu藏zang於yu包bao裝zhuang的de底di部bu。這zhe技ji術shu也ye可ke應ying用yong於yu普pu通tong容rong器qi,它ta能neng在zai幾ji分fen鍾zhong內nei將jiang容rong器qi內nei物wu品pin的de溫wen度du降jiang低di至zhi攝she氏shi17℃。這2種智能自動型包裝適合野外作業人士使用,例如探險、單車、釣魚愛好者等。
通(tong)過(guo)有(you)目(mu)的(de)的(de)改(gai)變(bian)包(bao)裝(zhuang)的(de)結(jie)構(gou),還(hai)可(ke)以(yi)大(da)大(da)提(ti)高(gao)包(bao)裝(zhuang)商(shang)品(pin)的(de)安(an)全(quan)性(xing)。包(bao)裝(zhuang)的(de)安(an)全(quan)性(xing)主(zhu)要(yao)是(shi)針(zhen)對(dui)未(wei)成(cheng)年(nian)兒(er)童(tong)和(he)智(zhi)力(li)低(di)下(xia)及(ji)障(zhang)礙(ai)人(ren)士(shi)開(kai)發(fa)的(de)。這(zhe)種(zhong)包(bao)裝(zhuang)稱(cheng)為(wei)兒(er)童(tong)安(an)全(quan)包(bao)裝(zhuang)(CHILD?RESISTANT PACKAGING,CRP)[2-3]。兒童安全包裝比普通包裝結構更複雜、成本也要高,但有數據顯示,這種包裝顯著降低了包裝物對兒童的傷害,保障兒童安全。 目前市場上的兒童安全包裝,主要結構特點大約有以下幾種:1)壓扭蓋: 這是一個複合式的瓶蓋,由同時進行的按壓和扭轉兩個動作來完成。2)掀開蓋: 這也是較流行的兒童防護蓋。使用時要求蓋與瓶上的記號(箭頭)對準,然後在瓶子凸緣缺口處掀開瓶蓋的凸耳,將包裝打開。3)泡罩式包裝: 為防止兒童打開普通的泡罩包裝,要求從角上撕開背麵粘貼紙,或用力把內裝物從背麵壓出(PRESS?THTOUGH PACKAGE,PTP)。4)迷宮式蓋: 這是種依靠智力技巧開啟的包裝形式。5)拉拔蓋: 瓶蓋密封由外蓋下部帶有2個向內凸的舌頭(高1~2mm,長2~3mm)和內塞組成。需加一定的力作拉拔動作以克服內塞與瓶口間的摩擦力。這些動作兒童難以完成。6)單劑量藥物防童包裝: 這是一種能防止兒童誤服的單劑量藥物包裝。7)卡口片防童瓶 一種卡口式封蓋,比迷宮式蓋簡單,其原理類似於插口式燈座。美國1981年公布的環境保護機構條例,對上述因素及瓶和封閉物的結構性能給予足夠重視,作出相應的規定:在初始試驗後,如在包裝造型、材料、容量、封閉物材料或蓋子襯墊物等方麵有所變動就需再做試驗,以確認其對兒童安全的保護性。
包裝結構的改變可以用來提高包裝的可靠性,起到智能防偽的作用[2-3]。這類包裝又稱為“顯竊啟包裝(TAMPER?EVIDENT PACKAGING,TEP)”,它(ta)們(men)隻(zhi)有(you)通(tong)過(guo)打(da)開(kai)或(huo)破(po)壞(huai)一(yi)個(ge)顯(xian)示(shi)物(wu)或(huo)障(zhang)礙(ai)物(wu)才(cai)能(neng)取(qu)出(chu)內(nei)部(bu)產(chan)品(pin)的(de)一(yi)種(zhong)包(bao)裝(zhuang)。這(zhe)個(ge)顯(xian)示(shi)物(wu)或(huo)障(zhang)礙(ai)物(wu)一(yi)旦(dan)破(po)損(sun)就(jiu)給(gei)後(hou)來(lai)的(de)消(xiao)費(fei)者(zhe)提(ti)供(gong)可(ke)見(jian)的(de)證(zheng)據(ju)——說明原產品包裝已被人幹擾過(見美國食品和藥品管理局於1982年11月5日在《聯邦注冊》中的21CFR211。132定義)。這類包裝最典型的結構是可破壞蓋,原稱防盜蓋(PILFER?PROOF CAP)。這種金屬或塑料蓋可對密封的被破壞提供可見的痕跡,它被大量用於OTC藥品、飲料、食品等包裝。目前主要有2種形式可破壞顯偷換蓋。一種為斷開式或撕拉式,另一種是真空式。也可輔以內封物(見瓶口內封閉)以達到顯竊啟目的。
功能結構式智能包裝通過改變包裝的部分結構和裝置,使包裝具有一定的智能功能。這種結構上的變化具有開發成本低、功能效果明顯的特點,可作為短期開發的主要目標。
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