ppzhan訊：近十年來(lái)，來(lái)自于消費(fèi)方式的急劇變化、包裝成本和物流成本的激烈競(jìng)爭(zhēng)、環(huán)境保護(hù)的壓力、工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家制訂新的包裝法規(guī)等四大方面的動(dòng)力，使包裝工業(yè)得到了迅速發(fā)展。據(jù)有關(guān)專業(yè)資料報(bào)道，進(jìn)入21世紀(jì)后，*每年僅包裝材料與包裝容器的消費(fèi)總額就超過(guò)8000億美元，占GDP的2%左右，包裝業(yè)已排在世界前行業(yè)之列。

　　改革開(kāi)放以來(lái)，國(guó)內(nèi)包裝工業(yè)發(fā)展迅速，總產(chǎn)值由1980年的72億元增加到2006年的4964億元，2007年規(guī)模以上包裝企業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值超過(guò)6000億元，環(huán)比增長(zhǎng)幅度為20%，利稅440億元；據(jù)中國(guó)包裝聯(lián)合會(huì)報(bào)道，2008年國(guó)內(nèi)包裝工業(yè)總產(chǎn)值為8600億元。包裝工業(yè)產(chǎn)值占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值中的比重已由1980年的不足0.4%迅速上升到目前的2.37%，包裝工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)42個(gè)主要工業(yè)行業(yè)排位中，也由原來(lái)末一位躍升到目前的第14位，較好的完成了為我國(guó)社會(huì)消費(fèi)品零售總額76410億元的配套任務(wù)和9691億美元的出口商品的包裝需求。我國(guó)包裝工業(yè)保持了良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)，已進(jìn)入了世界包裝大國(guó)的行列，其產(chǎn)值已位居第三位，成為名副其實(shí)的世界包裝制造大國(guó)。但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)包裝產(chǎn)業(yè)還存在較大差距，*水平的包裝設(shè)備和高質(zhì)量的原輔材料還嚴(yán)重依賴進(jìn)口，智能包裝與RFID標(biāo)簽技術(shù)的應(yīng)用還不夠廣泛。

　　1.智能包裝技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀

　　智能包裝的發(fā)展與智能結(jié)構(gòu)的發(fā)展是分不開(kāi)的。20世紀(jì)50年代，人們提出了智能結(jié)構(gòu)，當(dāng)時(shí)把它稱為自適應(yīng)系統(tǒng)。在智能結(jié)構(gòu)發(fā)展過(guò)程中，人們意識(shí)到智能結(jié)構(gòu)的發(fā)展越來(lái)越需要智能材料的研究與開(kāi)發(fā)。于是在20世紀(jì)80年代，人們提出了智能材料的概念。智能材料就是材料體系要集感知、驅(qū)動(dòng)和信息處理為一體，形成類似生物材料的智能屬性，具備自感知、自診斷、自適應(yīng)、自修復(fù)等功能。近年來(lái)所形成的“智能科學(xué)與技術(shù)”，是以人工智能理論和方法為核心，研究如何用計(jì)算機(jī)去模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能；如何設(shè)計(jì)和建造具有高智能水平的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。一個(gè)完整的智能行為周期為：從機(jī)器感知，到知識(shí)表達(dá)；從機(jī)器學(xué)習(xí)，到知識(shí)發(fā)現(xiàn)；從搜索推理，到規(guī)劃決策；從智能交互，到機(jī)器行為，到人工生命等等構(gòu)成了智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科特有的認(rèn)識(shí)對(duì)象。

　　隨著智能材料不斷發(fā)展，它的應(yīng)用范圍拓展到了包裝，于是出現(xiàn)了“智能包裝”的概念。1992年在倫敦召開(kāi)的“智能包裝”會(huì)議上給出了智能包裝的定義：在一個(gè)包裝、一個(gè)產(chǎn)品或產(chǎn)品-包裝組合中，有一集成化元件或一項(xiàng)固有特性，通過(guò)此類元件或特性把符合特定要求的職能成分賦予產(chǎn)品包裝的功能中，或體現(xiàn)于產(chǎn)品本身的使用中。具體來(lái)講，智能包裝就是利用新型的包裝材料、結(jié)構(gòu)與形式對(duì)商品的質(zhì)量和流通安全性進(jìn)行積極干預(yù)與保障；利用信息收集、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。

　　目前智能包裝的分類方法主要有兩種：如果按工作原理來(lái)分類，可將智能包裝分為：功能材料型智能包裝、功能結(jié)構(gòu)型智能包裝及信息型智能包裝；如果按照智能包裝的主要應(yīng)用范圍來(lái)分類，可將智能包裝分為：食品智能包裝、藥物智能包裝和化妝品智能包裝等等。

　　智能包裝是一個(gè)多元學(xué)科交叉的應(yīng)用領(lǐng)域，支撐智能包裝的學(xué)科主要有材料科學(xué)、微電子學(xué)、現(xiàn)代控制理論、計(jì)算機(jī)科學(xué)、人工智能等等。幾種領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展對(duì)智能包裝的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用又起了推動(dòng)作用他們是相輔相承的關(guān)系。

　　功能材料型智能包裝就是指通過(guò)應(yīng)用新型智能包裝材料，增加和提升包裝功能，以達(dá)到特定包裝的目的。如通過(guò)采用光電、溫敏、濕敏、氣敏等功能材料，對(duì)環(huán)境因素具有“識(shí)別”和“判斷”功能的包裝就是典型的材料型智能包裝。所制成的復(fù)合包裝材料，可以識(shí)別和顯示包裝空間的溫度、濕度、壓力以及密封的程度、時(shí)間等一些重要參數(shù)。

　　近年來(lái)，材料科學(xué)、現(xiàn)代控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與人工智能等相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，帶動(dòng)了智能包裝的飛速的發(fā)展，據(jù)國(guó)外調(diào)查分析，預(yù)計(jì)到2011年，智能包裝產(chǎn)值將增長(zhǎng)至48億美元， 2013年將增長(zhǎng)至141億美元。其中，美國(guó)在智能包裝方面發(fā)展迅速，智能包裝市場(chǎng)每年的增長(zhǎng)率為13%，估計(jì)到2011年產(chǎn)量將達(dá)11億美元。

　　美國(guó)開(kāi)發(fā)了很多實(shí)用的功能材料型智能包裝新成果，如光學(xué)涂料試驗(yàn)中心和PA技術(shù)公司研制出一種在外力作用下會(huì)變色的塑料薄膜，膜上涂有不同波長(zhǎng)的反向干涉涂層，在正常情況下涂層呈明亮色彩，一旦被動(dòng)用，涂層便開(kāi)始剝落，薄膜變成灰色，剝落部分還會(huì)產(chǎn)生花紋，從而提供了此包裝曾啟封過(guò)的警示信號(hào)。這種材料很適合作包裝封記。美國(guó)造紙公司采用以色列能量紙公司（Power Paper）開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種超薄柔軟電池，用于一些消費(fèi)產(chǎn)品的包裝，這種新型電池可像油墨一樣被"印刷"在產(chǎn)品的包裝上，使之增加燈光、聲音，以及其他一些特殊效果，可讓制造商更有效地通過(guò)產(chǎn)品包裝來(lái)吸引消費(fèi)者。此外，美國(guó)在功能結(jié)構(gòu)型智能包裝方面也有比較大的發(fā)展。

　　芬蘭的VTT生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室研制的智能包裝指示劑引起了很大反響。這種指示劑的關(guān)鍵意義在于具有直接給出有關(guān)食品質(zhì)量、包裝和預(yù)留空間氣體、包裝的貯藏條件等信息的能力。保鮮指示劑通過(guò)對(duì)微生物生*新陳代射的反應(yīng)直接指示出食品的微生物質(zhì)量。

　　氣調(diào)包裝就是一種典型的智能包裝，起源可追溯到19世紀(jì)30年代。1955年美國(guó)Gerhard國(guó)家研究中心植物生理實(shí)驗(yàn)室的馬爾塞蘭開(kāi)始研究各種PE膜貯藏各種水果，并對(duì)貯藏環(huán)境中的氧和二氧化碳的變化作了系統(tǒng)的研究。19世紀(jì)70年代以后，氣調(diào)包裝開(kāi)始大規(guī)模的應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域。

　　2.射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)與應(yīng)用

　　RFID技術(shù)是智能包裝中應(yīng)用的熱點(diǎn)，通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。RFID芯片不易被偽造，在標(biāo)簽上可以對(duì)數(shù)據(jù)采取分級(jí)保密措施，數(shù)據(jù)在供應(yīng)鏈上的某些點(diǎn)可以讀取。

　?。?）射頻識(shí)別（RFID）的含義

　　RFID是Radio Frequency Identification的縮寫，通常稱為電子標(biāo)簽。是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。智能是指由芯片、天線等組成的射頻電路，而標(biāo)簽是由標(biāo)簽印刷工藝使射頻電路具有商業(yè)化的外衣。

　?。?）RFID標(biāo)簽的特點(diǎn)

　　RFID標(biāo)簽具有可讀寫、反復(fù)使用和耐高溫、不怕污染等傳統(tǒng)條形碼所不具備的優(yōu)勢(shì)，處理數(shù)據(jù)過(guò)程無(wú)需人工干預(yù)。

　?。?）RFID的基本工作原理

　　標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息（無(wú)源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽），或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)（有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽）；解讀器讀取信息并解碼后，送至*信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

　　基本的RFID系統(tǒng)由標(biāo)簽、閱讀器、天線三部分組成。RFID芯片是非常不易被偽造的，在標(biāo)簽上可以對(duì)數(shù)據(jù)采取分級(jí)保密措施，數(shù)據(jù)在供應(yīng)鏈上的某些點(diǎn)可以讀取。

　?。?）RFID與傳統(tǒng)標(biāo)簽印制技術(shù)的區(qū)別

　　從印刷的角度來(lái)看：RFID的芯片層可以用紙、PE、PET甚至紡織品等材料封裝并進(jìn)行印刷，制成不干膠貼紙、紙卡、吊標(biāo)或其他類型的標(biāo)簽，芯片是RFID的關(guān)鍵，由其特殊的結(jié)構(gòu)決定，不能承受印刷機(jī)的壓力，所以，除噴墨印刷外，一般是采用先印刷面層，再與芯片層復(fù)合、模切的工藝。

　　RFID電子標(biāo)簽以絲網(wǎng)印刷為，使用導(dǎo)電油墨，而印刷導(dǎo)電油墨較好的絲網(wǎng)是鎳箔穿孔網(wǎng)，屬于高技術(shù)絲網(wǎng)，由鎳箔鉆孔而成箔網(wǎng)，網(wǎng)孔呈六角形，也可用電解成形法制成圓孔形。整個(gè)網(wǎng)面平整勻薄，能*地提高印跡的穩(wěn)定性和精密性，用于印刷導(dǎo)電油墨、晶片及集成電路等高技術(shù)產(chǎn)品效果較好，能分辨0.1mm的電路線間隔、定位精度可達(dá)0.01mm。

　　導(dǎo)電油墨的應(yīng)用：導(dǎo)電油墨可在UV油墨、柔版水性油墨或特殊膠印油墨中加入可導(dǎo)電的載體，使油墨具有導(dǎo)電性。導(dǎo)電油墨主要由導(dǎo)電填料、連接劑、添加劑、溶劑等組成；導(dǎo)電油墨是一種功能性油墨，在印刷中主要有碳漿、銀漿等導(dǎo)電油墨；在RFID印制中，導(dǎo)電油墨主要用于印制RFID大線，替代傳統(tǒng)的壓箔法或腐蝕法制作的金屬天線。優(yōu)點(diǎn)：印刷方法快速，是印刷天線和電路中的既快又便宜的方法；導(dǎo)電油墨的原材料成本要低于傳統(tǒng)的金屬天線。

　　獨(dú)特的工藝要求：高成品率、厚紙印刷和復(fù)合加工。RFID價(jià)值高、*，印刷品高成品率尤為重要。尤其是許多產(chǎn)品都要求多色UV墨印刷、上光、涂布，印量大的標(biāo)簽大多數(shù)還采用卷筒紙或無(wú)接縫印刷（通花）等方式加工，由于加工工序多，也加大了成品的篩選難度。印制卡紙要有良好的印刷適性，應(yīng)保持張力穩(wěn)定，使累計(jì)套印誤差降到小。因此，如果每個(gè)畫面都套印很準(zhǔn)，但是畫面之間的間距產(chǎn)生誤差較大，也會(huì)給RFID印刷后的復(fù)合和模切工序造成麻煩。復(fù)合加工是RFID加工中的關(guān)鍵工序，不僅要求每個(gè)標(biāo)簽之間的尺寸不會(huì)因?yàn)閺埩ψ兓淖?，而且?duì)于薄膜類材料，還要考慮拉伸變形造成標(biāo)簽間距增加程度，并做適當(dāng)調(diào)整。

　?。?）RFID技術(shù)典型應(yīng)用案例

　　在科技奧運(yùn)的理念作用下，電子門票作為奧運(yùn)會(huì)科技亮點(diǎn)倍受媒體青睞。許多旅游景點(diǎn)、演出會(huì)、運(yùn)動(dòng)會(huì)都將開(kāi)始的規(guī)?；瘧?yīng)用電子標(biāo)簽門票。RFID技術(shù)的應(yīng)用提高了奧運(yùn)門票的防偽能力與檢票速度。另外，奧運(yùn)門票還詳細(xì)記錄門票的購(gòu)票時(shí)間、地點(diǎn)、何時(shí)入場(chǎng)、座位區(qū)域等信息，使奧運(yùn)賽場(chǎng)的安全秩序管理更加方便。奧運(yùn)會(huì)電子門票還應(yīng)用了由清華大學(xué)、同方微電子公司共同研制的中國(guó)小尺寸的RFID芯片，該芯片小面積為0.3平方毫米，厚度小為50微米，可嵌入紙張內(nèi)，遠(yuǎn)識(shí)別距離在5米左右。美國(guó)食品*（FDA）已經(jīng)提倡使用RFID作為藥品防偽的手段之一；首條集裝箱電子標(biāo)簽航線誕生于上海，對(duì)整個(gè)航運(yùn)業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響；中國(guó)張"RFID手機(jī)地鐵票"在廣州正式試用；國(guó)家數(shù)字圖書館、武漢圖書館RFID項(xiàng)目的成功啟動(dòng)。芬歐藍(lán)泰投資1億元在廣州興建了其世界大的電子標(biāo)簽生產(chǎn)基地來(lái)強(qiáng)化與中國(guó)電子標(biāo)簽使用者、系統(tǒng)集成商的聯(lián)系。結(jié)果有效地提高了其對(duì)中國(guó)大陸市場(chǎng)的影響力，同時(shí)也輻射了整個(gè)亞太地區(qū)。

　　市場(chǎng)的快速形成與成長(zhǎng)，勢(shì)必導(dǎo)致智能包裝的迅猛發(fā)展。據(jù)專家預(yù)測(cè)，到2015年預(yù)計(jì)每年將需要約1萬(wàn)億枚射頻標(biāo)簽，其中大多數(shù)將是用在智能包裝上。沃爾瑪公司近已經(jīng)要求*家大供貨商2006年開(kāi)始，所有運(yùn)到主要集散工廠的產(chǎn)品和各個(gè)經(jīng)銷點(diǎn)的產(chǎn)品都要配有或使用RFID標(biāo)識(shí)。德國(guó)麥德龍集團(tuán)于2004年11月開(kāi)始大規(guī)模地?cái)U(kuò)展RFID的應(yīng)用試驗(yàn)——“未來(lái)超市”。許多大應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商如Sun、SAP、Oracie、IBM、Microsoft等公司已經(jīng)看到RFID（射頻識(shí)別）技術(shù)的商機(jī)，紛紛在其產(chǎn)品中集成RFID技術(shù)以滿足未來(lái)這方面的巨大需求。僅僅從RFID的需求就可以看到智能包裝的巨大的市場(chǎng)及其潛在的機(jī)遇。

　　3.智能包裝在中國(guó)的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)

　　我國(guó)對(duì)功能材料型智能包裝、功能結(jié)構(gòu)型智能包裝方面的研究相對(duì)較晚，尤其是氣調(diào)包裝。我國(guó)氣調(diào)保鮮技術(shù)雖然起步比較晚，但是發(fā)展迅速。九十年代以來(lái)，隨著人們對(duì)食品氣調(diào)貯藏的認(rèn)識(shí)逐步提高，我國(guó)的食品氣調(diào)貯藏已經(jīng)占果實(shí)貯藏總量的百分之十幾。但氣調(diào)包裝的普及與推廣應(yīng)用還需要一個(gè)過(guò)程。

　　盡管我國(guó)在智能包裝的技術(shù)研發(fā)水平和應(yīng)用領(lǐng)域還存在一些不足，但隨著我國(guó)科技力量的不斷提升，我們?cè)谀承┓矫嬉踩〉昧嗽S多令人可喜的成績(jī)。我國(guó)已經(jīng)擁有自主產(chǎn)權(quán)的RFID芯片。在生產(chǎn)方面，國(guó)內(nèi)很多公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了適用于各種應(yīng)用途的RFID產(chǎn)品。但同發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的RFID技術(shù)的在包裝上的應(yīng)用還未形成一定的行業(yè)規(guī)模，只有形成規(guī)模的行業(yè)應(yīng)用才能代表技術(shù)應(yīng)用水平。

　　市場(chǎng)決定需求。食品、醫(yī)藥、化妝品的零售業(yè)、消費(fèi)市場(chǎng)及物流行業(yè)同我國(guó)智能包裝的發(fā)展密不可分。隨著中國(guó)市場(chǎng)化進(jìn)程的加快，國(guó)民收入的提高以及品牌的進(jìn)入，一個(gè)相當(dāng)大的零售和消費(fèi)市場(chǎng)正在中國(guó)形成，并且快速增長(zhǎng)。市場(chǎng)的快速形成與成長(zhǎng)，勢(shì)必導(dǎo)致智能包裝的迅猛發(fā)展。有些專家預(yù)計(jì)，在未來(lái)幾年，每個(gè)獨(dú)立包裝的產(chǎn)品上都會(huì)貼上智能標(biāo)簽，2015年，RFID標(biāo)簽的年需求量將達(dá)到10000億枚，其中大多數(shù)將是用在智能包裝上。僅僅從RFID的需求就可以看到智能包裝的巨大的市場(chǎng)及其潛在的機(jī)遇。

　　過(guò)去幾年，智能包裝在中國(guó)的發(fā)展并不像預(yù)料的那樣迅速，其原因主要有以下幾點(diǎn)：

　　（1）標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。擁有一套適應(yīng)國(guó)情的完善的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系到國(guó)家的利益和信息安全。我國(guó)在智能包裝的很多領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)還不夠完善，目前主管部門正在組織和完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定，如2007年4月20日，*正式發(fā)布了《800/900MHz頻段射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)應(yīng)用試行規(guī)定》。

　?。?）成本問(wèn)題。目前雖然我國(guó)已經(jīng)在智能包裝方面具備一定的研究成果，但將科研成果轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)力和市場(chǎng)化的難度比較大，成本比較高。智能包裝的推廣與人們的生活習(xí)慣是密不可分的。隨著勞動(dòng)力成本的提升，生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)，成本問(wèn)題會(huì)得到逐步解決。

　　（3）專業(yè)人才問(wèn)題。技術(shù)問(wèn)題歸根到底還是人才問(wèn)題。智能包裝還是比較新的領(lǐng)域，雖然我國(guó)一些高校近幾年已經(jīng)開(kāi)設(shè)了"智能科學(xué)與技術(shù)"高等教育，但目前在這方面的技術(shù)人員還十分有限。

　　為了更好地開(kāi)發(fā)、推廣應(yīng)用智能包裝技術(shù)，建議重點(diǎn)做好以下工作：

　　，加快專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)。要改變我國(guó)在智能包裝方面相對(duì)落后的局面，就應(yīng)該從人才的角度入手，培育出一批高素質(zhì)的專業(yè)技術(shù)人員與管理人員。

　　第二，加強(qiáng)交叉學(xué)科建設(shè)和科研平臺(tái)建設(shè)，積極開(kāi)展對(duì)外科技交流與合作，提高我國(guó)在智能包裝方面的技術(shù)水平。

　　第三，加快行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定，減少資源浪費(fèi)。

　　第四，利用媒體等宣傳手段，提高人們對(duì)智能包裝的認(rèn)識(shí)，擴(kuò)大市場(chǎng)需求，促進(jìn)智能包裝技術(shù)的推廣應(yīng)用，提高我國(guó)商品包裝與物流的整體水平。