包装

关注:智能包装正在逐步成为一个新兴产业

2021年01月20日


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随着“中国制造2025”、 工业互联网、大数据等不断融合到制造业中, 我国制造业的信息化、 智能化水平不断提高, 而作为服务制造业的包装产业, 不仅可为工业产品提供安全防护、 方便运输等, 还可通过信息化、 智能化的包装技术, 使包装具备信息传输、 数据归集、 全程追踪等功能, 与制造业联合建立起新型工业制造系统。在《中国包装工业“十三五”发展规划》 [1]、《关于加快我国包装产业转型发展的指导意见》 [2]中明确指出:着力发展智能包装商品, 推进智能包装一体化发展, 提升包装信息化、 智能化水平, 包装智能化发展成为包装行业新的发展方向和机遇。

 

智能包装是指在包装基础功能上, 运用化学、 物理、 电子信息、 材料、 通信等技术, 对包装及内装物在流通全过程的控制、 记录、 识别等[3], 使包装在传统保护产品、 方便运输的基础上, 具有信息数据传输、 记录、 感知、交互等功能, 有效扩展、 外延包装产品功能。

但随着大数据、智能化时代的来临,人们希望商品流通过程也更加数据化、智能化,因此将通信技术、电子信息技术、 智能材料等逐步应用到包装产品中, 从而形成智能包装系统[10]。

根据使用技术不同,智能包装可分为功能材料型、功能结构型及信息型三种。

功能材料型智能包装:将具有气味敏感、温度变化敏感、光电感知的功能材料融合到包装中,使包装对外部环境变化具备感知和识别功能,从而实现对包装内容物温度、湿度、密封性等有效监控。将智能防伪材料应用到包装产品中,利用光、电、磁等技术增强包装防伪效果,从而实现包装有效防护。

功能结构型智能包装:功能结构型智能包装是指利用物理结构原理,通过改变、增加、优化部分包装结构,或从物理构造方面设计新型功能结构, 使包装在某些方面具备智能性或特定功能, 增强产品包装的便捷性、 安全性、 可靠性以及智能性,满足包装应用商和消费者特定、个性化需要。

信息型智能包装:信息型智能包装相对于功能材料型、功能结构型智能包装,它不需要改变包装结构或应用新型包装材料,主要是利用电子信息技术、物理、通信等技术,在包装外部或表面增加条形码、二维码、 RFID标签、传感器等,通过信息和通信技术显示、 展现、 传达相关的包装信息, 并借助包装信息数据管理系统实现产品存储、 运送、 销售、回收等全过程管理。

 

随着物联网、人工智能、 5G技术的迅速发展,人类的生产生活将进入“万物互联”时代,智能数据应用分析的场景将越来越普遍,而智能包装未来几年内,将随着5G技术普及、印刷电子技术及其相应材料、设备、工艺等的逐渐成熟而迎来迅猛发展。融合RFID、印刷电子传感器、智能材料的智能包装,不仅可以实现商品的防伪溯源、防窜货、互动营销、消费分析等,通过建立包装数据化系统,使整个包装制造和销售过程信息透明化,实现包装全过程可追踪。未来一段时间,智能包装发展将主要集中在以下几方面[37]:

功能性智能包装:传统功能性智能包装在电源、线路、电路板等方面,存在体积大、成本高、包装嵌入不美观等缺陷, 而随着印刷电子技术的快速发展, 采用印刷电子技术的印刷电池、 导电油墨线路、 印刷传感器、印刷显示器等,制作智能包装具有柔性、环保、体积轻薄、成本低等特点,将极大推动功能性智能包装发展。

食品、医药智能包装:结合印刷电子、生物医药、电子信息、材料技术、食品保鲜等技术,研发针对食品、医药特定领域的功能性智能包装。如面向医药领域的吃药记录和吃药时间提醒医药包装,采用食品新鲜度指示标签记录、反馈食品保质期的食品包装等;冷链物流包装利用印刷纸电池、温度传感器和RFID标签等,可以实时监控物流包装的温度和实现产品溯源追踪。

具有交互体验智能包装:将交互体验设计和智能包装技术进行有效融合,使包装从外观上及表现形式上,可与消费者进行互动、情感交流,并结合内容定制,使包装更加贴近消费者,获得消费者认可。

3D打印智能包装:利用3D打印技术,使智能包装生产制造过程中的灵活、快速响应,缩短智能包装产品开发和打样时间,降低开发成本。此外, 在智能包装中集成的功能器件也日益多元化, 包括柔性印刷电子技术、 碳纳米材料技术、 硅光电技术、传感器列阵、 生物传感技术等, 可以为智能包装带来更全面的感知功能。随着纳米材料、 云计算、 大数据等发展,智能包装的发展也呈现出多样性和包容性,从单一功能拓展至多功能,使人机交互式沟通更为便捷,使得智能包装更加主动地呈现出交互性,未来智能包装的发展将呈现出百花齐放的局面。

随着印刷电子技术和智能包装不断深入结合,包装功能将得到进一步的拓展和延伸,各种新兴技术也将会不断应用到包装产品中,使包装的智能化、实用化得到进一步提升,通过包装品质优化提升产品价值,从而使包装产业更好服务制造业和国民经济发展。在消费升级和新零售的助推下, 通过进一步开发形式多样的智能包装产品,丰富智能包装在产品溯源、食品安全、智能及冷链物流、防伪验证等方面的应用场景,形成智能包装产业链,实现智能包装更好更快发展。

作者:王 展,钟云飞 来源:《数字印刷》 

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