智能包装

•
•
智能包装调研报告
•
• 1 功能材料型智能包装技术的特点与发展 功能材料型智能包装是指通过应用新型智能包装材料，改善和增加包 装的功能，以达到和完成特定包装的目的。目前，研制的材料型智能包装， 通常采用光电、温敏、湿敏、气敏等功能材料，对环境因素具有“识别” 和“判断”功能的包装。包装材料复合制成，它可以识别和显示包装微空 间的温度、湿度、压力以及密封的程度、时间等一些重要参数。这是一种 很有发展前途的功能包装，对于需长期贮存的包装产品尤为重要。 这种材料智能型的包装用途十分广泛，技术发展十分迅速，出现了许 多技术成熟的产品。美国光学涂料试验中心和PA技术公司研制出一种在外 力作用下会变色的塑料薄膜，膜上涂有不同波长的反向干涉涂层。在正常 情况下涂层呈明亮色彩，一旦被动用，涂层便开始剥落，薄膜变成灰色， 剥落部分还会产生花纹，从而提供了此包装曾启封过的警示信号。这种材 料很适合作包装封记。
•
•
智能包装调研报告
•
•
1 电子纸技术
电子纸，又称为数字纸或智能 纸，是一种使用柔性材料制作， 同时具备纸张和电子显示器件特 性的新型媒体。目前已经发表的 原理型电子纸可以粗略地分为两 大类。一类形态类似纸张，可以 通过非接触型打印等方式，重复 用于不同信息的显示和消除；另 一类形态类似便携式薄膜显示器， 内置CPU和储存器，用于文字和 图像信息的显示。原理技术主要 有：电泳显示、胆甾液晶显示， 色粉显示板、双色性染料液晶、 旋转球显示(Gyricon)等。
民族电子
智能包装
将智能纸包装替换传统纸包装
智能包装
智能包装
一、智能包装调研报告 二、智能包装设计草图 三、智能包装概念效果图及说明 四、结束语
智能包装 智能包装调研报告
一、调查目的 二、调查对象及其一般情况 三、调查方式 四、调查时间 五、调查内容 六、调查结果 七、调查体会
• • • • • • • •
•
•
智能包装调研报告
• 2)柔电池：导电聚合物中特别是聚 苯胺有良好的氧化还原逆性，用得 最多的是制作二次电池。以聚苯胺 作正极的全塑电池是近几年的一个 研究热点。聚苯胺作为二次电池的 材料的研究始于1970年，研究表 明全塑电池的比能量可高达 560Wh／kg，是现有聚合活性物 中最高的。 2001年美国包装业巨头— —国 际造纸公司推出一种智能新包装， 使商品包装装潢变得活灵活现，也 给整个包装业带来革命。这种新包 装采用以色列能量纸公司开发出来 的一种用导电聚合物制成的超薄柔 软电池，这种新型电池可像油墨一 样被“印刷 在产品的包装上。
•
智能包装调研报告
•
3)聚合物发光二极管电子纸：1990年以后，有机发光二极管一直是科 学家奋斗的目标，导电高聚物为实现这一目标创造了条件。1992年，美国 的UNIX公司制成了柔韧可弯曲的导电聚合物发光二极管。该二极管的第一 层是聚对苯二甲酸乙脂PET，第二层为聚苯胺PAN薄膜(正电极)；第三层 是发光薄膜(MEH—PPV)以及上层的钙膜负电极。如此制得的发光二极管 在2—3V电压下可发出桔黄色光。若采用不同的发光层(PPV)还可获得不同 颜色的光，光亮度适中，在通常室内光线下很容易观察到。为发光包装标 识或特殊指示如数量、时间创造了条件。 4)包装光学器件与防伪包装：除导电外，导电聚合物还有优良的光电 特性。例如聚苯胺受光辐射时可产生光电流，具有显著的光电转换特性。 利用它们的光电特性制作成为电子纸，超市包装条码的信息处理将发生巨 大的变革。 总之，导电聚合物具有诸多优良性能及广泛的应用前景。现今虽然在 包装领域有了一些典型的应用，但离广泛推广应用还有不少距离，正如纳 米技术一样，仍需科学家和包装工作者共同努力，各种新包装才会在新世 纪里放出异彩。
智能包装调研报告
•
•
1．5 其他电子纸及应用技术
其他电子纸技术，如，聚合 物胶体显示材料 、有机电致发光 薄膜 、隐色染料型电子纸(LDD) 、 电致润湿变化(Electrowetting)等 也得到深入研究。贝尔实验室的 S．Jin等发现了一种透光的导电 复合材料，有可能应用在视频通 讯仪器、电子纸和触摸屏方面。 菲利普公司开发的柔性发光显示 器，由编织物与电致发光材料组 合而成，以织物的每一个交叉点 为象素，样品长度达3m、有望广 泛应用于手机、PC显示器、电视、 壁挂式照片和工艺美术挂毯等。 无墨水EDBU电子纸是重要 的应用方向。有人发明了一种电 泳显示打印头，在打印头上安装 一个与电子纸的背电极配合的前 电极，在这个前电极上预先制作 显示控制系统，当打印头扫描过 电子纸，电子纸就会实现或者消 除显示，这就是报告
•
2 电子纸在包装领域应用
•
包装材料和包装方式千变万化，电子纸在包装领域的应用，主要着眼 于包装的功能提升，即在满足普通包装材料要求的基础上，使用户通过包 装，方便快捷地获得更多信息。从该角度考虑，许多类型的电子纸，都可 能应用于包装领域。例如，将电子纸的显示功能于RFID智能标签结合，在 保持无接触数据读取、传输和处理的同时，还可以显示必要的信息，供视 觉确认。
•
•
智能包装调研报告
• •
1．2 旋转球显示电子纸(Gyricon)
由美国施乐(Xerox)公司发明的Gyricon(旋转成象)反射型电子纸，也称 旋转球显示器(twisting．ball display，rotary balldisplay)、偶极微粒(电子) 光阀。最早的旋转球电子纸概念是由Nick Shefidon于1973年提出，是典型 的电子纸。其基本构成是，在两层透明塑料电极的密封腔体中，充满油性 液体，液体中分散着黑白间半的两色球微粒，白色半球反射光，黑色半球 则吸收光。在脉冲电压的作用下，由于双色球偶极子的扭矩力，小球在液 体中发生转动实现显示。这种原理的电子纸通常应用于室内设计装饰光电 子控制屏幕，如电子窗帘，电子活动百叶窗，室内电子屏风等。这些都有 可能在包装材料领域得到应用。
智能包装调研报告
•
•
1．4 电致显示电子纸(ECD)
在2002年的SID年会上，SONY 公司首次报道了一种屏4英寸、象素 320 X 240，解象力loppi、反差20： 1的电子纸，而且反射亮度达73％ (一般EPID是40％ ，TN—LCD是5 ％ ，报纸50— 6o％)，控制电压小 于5V，响应时间lOOms。该电子纸 是将一层白色胶体夹在两个电极之 间，通过电化学反应使银溶解或者 析出，当银离子析出为原子状态B寸， 就可以在透明电极一侧看到黑色显 示，加上反向电压，会使银原子氧 化成为物色状态，此时只能看到白 色胶体。因此，从原理上看，这种 电子纸实际上按照氧化还原机制进 行工作。
•
•
智能包装调研报告
•
•
一、调查目的
掌握基本的智能包装发展趋势，了解智能包装所应用到的科技技术和 应用范围。
•
• •
二、调查对象及其一般情况
调查对象：智能包装（主要是所用到技术） 一般情况：主要技术应用为周围环境感应，人机交流，人本位思想核 心的概念贯穿。
•
•
三、调查方式
本次调查采用资料查询方式，网络咨询、图书馆为主要调查途径。
智能包装调研报告
•
•
2．1 导电高分子材料电子纸
导电聚合物在包装中有广泛应用，可以用做防静电，用作防腐涂料和 防静电涂料。日本制得的透明PPY、PAN防静电涂层，用于电脑软盘、防 静电包装、静电屏蔽等效果非常好。 保护功能相当好。防电磁导电高聚物作为防电磁材料下在方兴未艾。 美国UNIX公司通过溶液共混制备出了性能优异的透明导电涂层，透光率约 80％ ，表面电阻率只有190Q，有望在防电磁透明包装中使用。利用导电聚 合物吸收微波的特性，美国开发了隐身飞机，隐身洲际导弹，法国已研制 了隐形潜艇等等；美国还将用作远距离加热材料，用于航天飞机中的塑料 焊接与维修。更重要的是，导电聚合物可以进一步制作成为电子纸，并在 包装方面获得用途。 1)观察窗：导电聚合物中，PrrP、PPY、PAN等高聚物的性能稳定、变 色效果显著，可作为智能观察窗使用。日本的丰田公司和美国Chronar公司 都采用聚苯胺试制了智能窗。丰田公司的PAN／W03复合智能窗响应时间 约Is，变色循环次数达lO 万次，光线透过度可高达80％。而Chronar公司的 聚苯胺智能窗光学响应时间低于1s，循环变色次数亦达几万次。美军Natick 研究所有关人士指出，如果能够进一步地提高导电聚合物的响应速度及循 环寿命，导电聚合物智能窗将会更快进入军用阶段。这对国防军品的长期 包装贮存是十分有利的，将会节省许多清查仓贮的人力、物力和时间。
• •
1．3 液晶显示电子纸技术
从1888年奥地利人Reinitzer发现液晶，到1972年液晶手表和液晶计算 器的实用化，目前，液晶显示技术已经在平板显示领域占据了主导地位， 胆甾液晶和碟状液晶也开始在电子纸技术中得到应用。照片质量的液晶显 示器(UXGA T丌一LCD)的开发，有望应用电子纸显示照片质量画面，具体 的系统有胆甾液晶电子纸显示器 ，双色性染料／液晶复合膜 等。尽管液晶 显示对环境因素要求比较高，但仍有可能在包装领域获得应用。
智能包装调研报告
•
• •
1．1 电泳显示电子纸
电泳影像，包括激光静电复印和电泳影像显示技术(Eleetrophoretie Imaging Display，简称EPID)。EPID由日本松下公司于1973年首先发表，随 后，PHILIP，XEROX，东京大学也相继开展了该技术在光学显示影像系统的 应用研究。 电泳显示电子纸的原理是，荷电微粒子分散在悬浮液体中，当对该分散系 施加电场时，带电粒子就在悬浮液体中发生电泳，实现显示。由于分散体系中 悬浮液和带电颗粒的比重非常接近，当电压撤除时，电泳粒子能够在原位保持 一定时间，这一特点，称为电子纸的双稳态(bistable)，它使电泳显示器件具备 一定的存储功能。按照电泳材料的不同和实现颜色变化的原理，电泳显示电子 纸包括普通颗粒分散液体系电泳显示器、纳米粒子电泳显示器、微胶囊电泳显 示器和色粉显示板等。 显然，柔性材料电极是各种电子纸制作不可或缺的材料。世界上第一批印 刷高分子半导体晶体管由贝尔实验室制造，第一批电泳显示电子纸原理型产品， 也是由朗讯一贝尔联合E—INK公司制造。使用可溶性聚合物半导体材料，例 如3一己基噻吩，可以制作薄膜晶体管分子器件电极，这些聚合物半导体的场 效应迁移率，至少是10 cm •Vs-1。柔性薄膜晶体管制作的技术关键是微印刷 ， 即类似“橡皮图章 的印刷方法。这种橡皮图章由二甲基硅烷聚合物制备，它 可以使单层有机物分子透过，到达支持体上，获得单分子层EI]BU电路。