微电子技术在纸和包装产品中的应用研究

微电子技术在纸和包装产品中的应用研究

贺国前

身份证号： 36252219811130**** 浙江宁波 邮编 :315806

摘要：如今在市场上存在的包装形式百花齐放，这些传统领域需要持续成长，就必须得不断研发新的产品，将先进的微电子技术融合到纸和包装产品之中。近些年已经有很多新产品搭载了微电子技术，这些产品从表面看像与传统的纸张没太大差别，实际上，它们具有智能系统，具备传感、交流和计算的能力。

关键词：包装产品：微电子技术：智能系统

前言：70年代中期以后，出现了以微电子技术为核心的新兴技术群。以微电子技术为基础的信息技术是新技术革命的主导技术和主要标志。如今微电子技术更是运用在了纸和包装的领域，让人们的生活变得更加丰富便利。微电子技术在智慧交互、智能药品、防静电包装等取得了重大突破。

1. 智慧交互化包装技术

很多新产品都可以设想在微电子技术上构建起来。例如，智能图书可以让读者阅读、理解和替换静态图片，观看短视频片段。另外，智能信封还能根据存储在 RFID芯片中的地址自动跟踪和整理信件。该系统可以自动标记文件标签，并与计算机文件连接。智能壁纸可根据个人喜好和环境，自动调节颜色。这里介绍一下智慧交互化包装技术：它是一种强调接收信息和化学的技术，通过自身的智能系统，使产品在运输的途中或者销售过程中保持和显示产品质量。利用信息技术，检测大量产品包装中的内部环境，把产品质量的状况实时发送给生产机构，给运输公司提供警戒。这项技术尤其对生鲜产品的运输和销售有很大的应用潜力。与传统包装相比，互动式包装是通过产品外包装设计与材料更紧密地联系在一起，从而帮助消费者更容易地购买产品和了解其他产品信息。该智能交互式包装纸将温度传感器、湿度传感器和生物传感器整合在一起^[1]。物品在运输、贮存过程中可以进行质量跟踪，出现问题及时报警。打印码或集成射频识别芯片(RFID)使消费者能够通过照相机或手机上的近场通信(NFC)将产品直接与移动互联网相连接，并可获取关于产品的信息以及产品使用情况。这种传感器与其它传感器结合起来，不仅可以提高物流管理的效率，控制产品质量和流程，还可以减少或杜绝浪费。

2. 智能药品包装技术以及多Agent技术

智能药品包装通过高科技微电子的手段，如传感器、印刷电子、 RFID标签等实现智慧服务。它不仅能提示病人按时服药、与病人交流，而且还能与医生或其他专业卫生机构沟通、交流。MWV公司推出的智能电子提醒包装产品则是专门针对临床试验市场研发的一款新型智能电子提醒包装。这个电子提醒包装能够实时记录每颗药丸或药片的使用日期、时间和地点，并能迅速被下载到电脑上，推送给患者或健康学家进行解读。智能电子提醒包装可以记录下患者服用药物后的副作用或其他不良症状。它还可以通过光线、震动、音效等，来提醒患者该服药了。这一款产品的主要目标：提高临床试验数据的统计能力和质量；准确地记录每位病人进出院的具体时间；帮助医护人员做出更准确的判断；确保婴幼儿的健康安全。该公司将自身的智能技术集成到智能电子提醒包装里。这样，数据就被嵌入包装并存储在模块中，并且可以通过计算机访问数据或把数据导入到WPS、CAD、Office等软件或更专业的软件中进行解读。相信之后智能电子提醒包装的功能会越来越丰富，智能药品包装技术也会越来越完善^[2]。

设计出单一功能的包装，将这些具有单一功能的包装结合起来，就得用上多Agent技术。包装设计中的多问题解算器是一个庞大的系统，由分布式网络多问题求解松耦合，通过多种解题工具作用于个体知识和能力无法解决的繁琐问题。通常称Agent的解题程序是主动的，它可以是不相同的计算体。产品包装设计当中，完成的设计任务主要分为：多功能拆包、包装外观确定、包装构造设计、包装的装饰等。通过这些步骤，我们有很多种 Agent技术可用。设计产品包装时，每一项任务的具体执行都是由单个代理来完成的，而各个代理之间又可以相互协作，这就是多代理系统。每一个主体都要完成多功能拆包之类单一任务，再通过平台与其它不同设计功能进行融合，在设计伙伴的协调下，共同完成一条完整的产品包装设计流程。有了多代理系统，设计工作开始于用户对包装需求进行设计，为被包装产品提供特殊的功能。之后，在 Agent的协调下，其他 Agent完成了部分设计工作，直到产生包装设计结果。

3. 防静电包装纸技术

为了减少甚至尽可能地消除电子产品在运输使用过程中产生的静电效应。防静电包装纸技术出现了。它选择合适的包装材料和样式，尽量不让静电泄漏，对隔离放电敏感件起到重要作用，从而使得包装能够防护电子产品免受静电的干扰。这就不得不提到抗静电材料。一般情况下，包装物的抗静电性取决于包装的防护能力，电阻更小的材料，抗静电性能也就更好^[3]。但是，选择防静电材料的主要因素是产品本身的静电敏感性。这些年来，随着工业技术的成熟，电子产品的工艺越来越精益求精，但微电子产品的静电敏感性却随着产品的集成化，小型化而慢慢拔高。一但电磁的敏感度过高，将会更容易受到电磁或者静电干扰。在这种背景下，各种抗静电包装的需求就会不断增加，这就会带动防静电包装行业的发展。因此，各个国家都这么大力开展抗静电包装材料的研究和探讨，无疑对抗静电包装材料具有一定的现实意义。

4. 微电子技术在集装运输的应用

微电子技术不仅可以用来防静电，还可以用作货物纸箱的包装及集成运输方面。例如，瓦楞纸箱结构优化系统。这是一款以纸箱包装和集装箱运输的综合成本为主要目的的系统优化设计。通过优化瓦楞纸箱的尺寸结构，在各种流通条件下，最大程度地降低包装产品的总成本。该系统采用用户模块化结构，用户可根据需求，采用菜单功能以实现人和机器的对话，自动完成所需的设计任务，并输出瓦楞纸箱生产尺寸图、瓦楞纸箱装箱布置、集装箱集合、安装图纸及相关资料等。具体性能如下：(1)纸箱结构优化设计，包括纸箱内包装未定布置三种情况，确定纸箱内径，给出最优种植方案供选择。(2)可完成纸箱结构尺寸和整合的整体优化设计，提供优化设计方案供用户选择。（3）该软件不仅可以实现异形散装产品的优化设计，还可以实现异形散装产品的设计实现。(4)完成某纸箱集装箱运输的优化设计，提供优化设计方案供用户选择。 (5)通过约束条件，可以将瓦楞纸板生产线上的规格板排出，达到减少浪费，提高效率的目的。(6)瓦楞纸板的配料应采用抗压强度设计，以保证产品质量。该系统实用性强，可快速实现用户对各种瓦楞纸箱的结构设计。它不仅可以保证设计质量，提高设计效率，还可以改善设计师的工作环境，减轻他们的劳动强度^[6]。

5. 结束语

在微电子纸张和包装制品中，传统的功能组合方法面临着巨大的挑战。纸张的表面特性注定纸的制造工艺难以精进，再加上资金短缺，这些都将是技术发展的绊脚石。在纸或纸板上，所有的智能系统都必须自然地，合理地结合或打印在纸和纸板上，同时还需要采集、存储大量的信息。采用某些智能传感器和 RFID系统，这将使纸张和包装的技术变得简单可行，通过网络设施和服务，无需直接从纸张或包装产品中获得，就可以实现无线网络中大量信息的存储和检索，从而实现无线连接。综上所述，为了确保微电子产品正确的信息连接，降低成本简化流程，纸张和包装产品最重要的是传感器和RFID。未来，微电子技术运用会更加广泛，纸和包装产品还有更大的发展空间。

参考文献

[1]郝发义.能够提高患者依从性的智能药品包装[J]. 印刷技术, 2009(20):39-40.

[2]徐婵娟,刘云.智能纸和包装材料——微电子技术在纸和包装产品中的应用[J].国际造纸,2008:6-7.

[3]周睿雅.交互式智能包装在食品包装中的应用[J].设计,2017:130-131.

[4]张晓玉,袁玉珍.微电子产品防静电包装材料的研究进展[J]. 包装工程, 2013, 034(013):117-122.