．智慧包裝全球專利現狀與趨勢解析

Smart Packaging 智慧包裝

來源：科鈦網

一、發展智慧包裝行業的基礎技術已形成

智慧包裝，指透過創新思維，在包裝中加入了更多機械、電氣、電子和化學性能的等新技術，使其既具有通用的包裝功能，又具有一些特殊的性能，以滿足商品的特殊要求，和特殊的環境條件。

近些年來逐漸備受矚目的印刷電子技術，更是將傳統的印刷技術，應用於製造電子元器件和產品，其最大特點，是它們不依賴於基底材料的導體或半導體性質，以薄膜形態沈積到任何材料上。在絕大多數的智慧包裝應用中，都可以透過整合印刷電子技術，實現更多「智慧」屬性。

智慧包裝應用在幾乎所有的產品應用領域，例如電子產品、食品、飲料、醫藥、生活用品等，並且在倉儲、運輸、銷售過程中，可即時實現品質資訊記錄，具備柔性、環保、低成本等優勢。

二、智慧包裝領域專利概況

在全球，透過專利檢索發現，在智慧包裝領域領域專利申請數量，從 20 世紀 80 年代左右開始成長，到 2016 年左右達到每年將近 4000 件，然而發展速度不如印刷電子領域。按照專利受理的國家來區分，美國處於絕對領先地位 (84%)，其次為 WIPO (7%)，其他地區和國家都較少，其中，中國 2%，居第五位 (以上扇形圖)。

從專利申請人角度，Samsung 在智慧包裝領域以 7504 件專利申請，排在絕對領先地位，其他排名前十的全球科技公司包括：1家荷蘭公司( Philips)，4 家美國公司(IBM、Micron、Tyco Electronics、Intel)，2 家日本公司(Semiconductor Energy Lab 和Renesas), 1 家澳洲公司(Silverbrook)，和另外 1 家韓國公司( LG)，顯示這些先進國家的這些跨國科技企業，在印刷電子技術領域，擁有較強的技術儲備和技術實力。

　　智慧包裝領域全球專利發展及佈局

而在對岸中國範圍，該領域專利申請數量從 2000 年的 2 件迅猛成長至 2016 年的 102 件，然而目前在全球仍然所佔比例不大，仍然有較大的發展空間。從專利申請人角度，該領域專利申請數目，排在前列的申請人仍然是跨國科技企業，包括 Samsung (韓國)和 Philips (荷蘭)等。

三、智慧包裝技術領域分析

目前智慧包裝技術，按照其產品的目的不同，可以分為活性包裝(active packaging)亞技術領域，和智慧包裝(intelligent packaging)亞技術領域。

A)活性包裝亞技術領域：

活性包裝技術主要是，在一個被動包裝中，對其內部儲存的物品，提供一系列主動控制，如微生物控制、抗腐蝕控制、濕度控制、氣體控制等等，因此被廣泛應用於食品、醫藥，以及個人保健品領域。

主要的活性包裝技術，可以包括氣體(如氧氣和乙烯)吸附系統(gas scavengers)、抗菌劑釋放系統、防腐控制系統、水分吸附系統等。其中，氣體控制以及防腐控制，在活性包裝技術中的專利數目較多，而微生物控制以及濕度控制的專利數目較少(見下圖)。

最近 3 年活性包裝技術，在上述亞領域的居於前三的 IPC 分類如右表格所示，它們代表了活性包裝技術在其各個亞領域內的研究熱點。從申請人角度，專利申請表現搶眼的科技公司包括Merck(德國)、Dow (美國)、Anacor (美國)等等

B)智慧包裝亞技術領域：

智慧包裝技術主要是針對商品從原材料採購、生產、包裝、運輸及儲存等環節的資訊，具有執行智慧功能的包裝技術，其中包括檢測、辨識、記錄、追蹤、連接網路等等。為實現上述功能，智慧包裝技術通常包括，安裝在包裝件外部或者內部的指示器(indicator)或感測器(sensor) 。

透過安裝在內部的感測器，來指示商品的品質現狀；而透過外部的感測器或指示器，來檢測商品的外部儲存環境，如溫度、濕度等。這些資訊而後透過 RFID (Radio-frequency identification)標籤或 NFC (Near-field communication) 標籤等追蹤設備，可以記錄、追蹤商品在整個供應鏈中的資訊，並連接至網路。

智慧包裝亞技術領域，包括指示器、感測器、智慧油墨，和追蹤設備(如 RFID 和 NFC 等)等一系列技術。其中 RFID 技術在追蹤設備技術方面，處於比較主流的地位，其專利數目佔有所有追蹤設備技術的～65%，NFC 技術較少(～10%)。

最近 3 年智慧包裝技術，在上述亞領域的居於前三的 IPC 分類如右表格所示，它們代表了活性包裝技術，在其各個亞領域內的研究熱點(其中，RFID 和 NFC 在智慧包裝領域的研究熱點也一並列出)。從申請人角度，專利申請表現搶眼的科技公司，包括 3M(美國)、BASF(德國)、 Amcor(澳洲)、Avery Dennison(美國)等。

四、行業前景可期

智慧製造是新一輪科技革命的核心，也是製造業數位化、網路化、智慧化的主攻方向。隨著市場化進程的加快，國民收入的提高以及全球品牌商品的進入，一個相當大的零售和消費市場正在形成，市場的快速形成與成長，勢必拉動智慧包裝的迅速發展。

可以預見的是，隨著物聯網時代的到來，以及社會消費升級，部分領域從傳統包裝，升級成智慧包裝是必然的。不論是物聯網智慧包裝，還是功能性智慧包裝，其都存在巨大的想像空間，以及廣大的潛在市場。智慧包裝領域的專利申請，也將越來越多，越來越全面。