Opakowania inteligentne: przykłady z życia wzięte
25 Mar 2019 08:59

Choć funkcje opakowań od dekad pozostają niezmienne – mają usprawniać logistykę, zabezpieczać produkt i zachęcać do jego zakupu, to metody, jakimi się to osiąga, są dziś zupełnie inne niż jeszcze dekadę temu. Oto jesteśmy świadkami, jak stworzony na potrzeby marketingowe termin „inteligentne opakowanie” (albo „opakowanie aktywne”) wychodzi poza fazę projektów i zaczyna przenikać do naszego codziennego życia. Świadczy o tym kilka zaprezentowanych poniżej historii. 

Ich źródłem jest strona internetowa AIPIA (Active & Intelligent Packaging Industry Association), czyli stowarzyszenia producentów aktywnych i inteligentnych rozwiązań opakowaniowych. Aktywnie działa ono na rzecz komercjalizacji nowych technologii w sektorze opakowań, a informacje dostępne na jego portalu dotyczą rozwiązań, które są już dostępne lub mają ogromną szansę na rynkowy debiut w nadchodzących miesiącach. 

Naklej etykietę i dłużej ciesz się świeżymi owocami

Amerykański start-up z Seattle, firma Stix-fresh, pracuje nad nową etykietą, która – jak twierdzi producent – wydłuża świeżość owoców nawet o 14 dni. Tajemnica tkwi w spowolnieniu procesu ich dojrzewania z pomocą rozwiązania, które opracował wynalazca z Malezji Zhafri Zainudin.

Po zerwaniu owoców i warzyw albo ścięciu kwiatów rośliny pozostają żywe, a ich tkanki nadal produkują etylen – gaz, który przyspiesza dojrzewanie i kwitnienie (jego działanie możemy zaobserwować, gdy włożymy zielone owoce, np. banany, do szczelnie zamkniętego woreczka). Jednak ten sam etylen, przyspieszając procesy dojrzewania, skraca czas przydatności owoców do spożycia. 

Amerykańska firma stworzyła etykietę o nazwie Stixfresh, którą aplikuje się bezpośrednio na skórkę dojrzewających owoców. Jej powierzchnia jest powleczona specjalną substancją wykonaną z mleczka pszczelego i zjonizowanego chlorku sodu, której Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) przyznała status GRAS (czyli „generalnie bezpiecznej”). Składniki preparatu wokół owocu tworzą warstwę spowalniającą dojrzewanie. Testy przeprowadzone przez producenta w kooperacji z branżowymi ekspertami dowiodły, że etykieta jest w stanie opóźnić proces dojrzewania i tym samym wydłużyć świeżość różnych owoców nawet o 50%. Tym samym mogłaby stanowić przełom w transporcie świeżych produktów roślinnych na długich trasach oraz zmniejszyć ilość powstających wówczas odpadów. 

Etykieta została pierwotnie zaprojektowana z myślą o mango, jednak producent w krótkim czasie rozszerzył jej zastosowanie na inne owoce o podobnej wielkości i budowie, m.in. jabłka, gruszki, kiwi, awokado, pomarańcze i inne owoce cytrusowe. Jak przekonują Amerykanie, wykonane w całości z naturalnych składników etykiety będzie można zjadać razem z owocem. 

Na początku bieżącego roku Stixfresh uruchomiła crowdfundingową zbiórkę pieniędzy, oferując donatorom możliwość premierowego przetestowania produktu i udziału w tworzeniu najbardziej efektywnego rozwiązania problemu zbyt szybkiego psucia owoców. Firma podjęła również pierwsze prace przy stworzeniu mniejszych etykiet, przeznaczonych na owoce o miększej skórce oraz na warzywa. 

Znacznik, którego nie sklonujesz

Badacze z duńskiego Uniwersytetu Kopenhaskiego przekonują, że udało im się stworzyć znacznik, którego sklonowanie (skopiowanie) jest niemożliwe nawet dla producenta. Ich raport został opublikowany w periodyku „Applied Materials & Interfaces” wydawanym przez Amerykańskie Towarzystwo Chemiczne. 

Każdego roku wskutek sprzedaży podrabianych artykułów na globalnych rynkach do kieszeni fałszerzy trafiają miliardy dolarów. Podejmowane przez producentów próby radzenia sobie z tym problemem – przede wszystkim wprowadzanie unikalnych znaczników lub kodów kreskowych, które pozwalają sprawdzić autentyczność kupowanych produktów – mają ograniczoną skuteczność, bowiem fałszerze są w stanie w krótkim czasie „rozgryźć” metodę zabezpieczeń i ją skopiować. 

Riikka Arppe-Tabbara, Mohammad Tabbara oraz Thomas Just Sørensen połączyli swe siły przy tworzeniu systemu uwierzytelniania autentyczności z wykorzystaniem „fizycznych funkcji nieklonowalnych” (PUF) – znaczników powstających w procesach losowych (stochastycznych), których nie da się skopiować. Jak wyjaśniają w swym raporcie, ich niepowtarzalność można porównać do wzorów powstających na powierzchni, na którą ktoś rzuca garść piasku – za każdym razem przypadkowych i niemożliwych do powtórzenia. 

Wspomniany system zabezpieczający przed fałszowaniem wykorzystuje nadruk laserowy kodów QR na papierze, na którym następnie rozpylany jest wzór PUF. Specjalne atramenty użyte do tego celu zawierają mikrocząsteczki tworzące przypadkowe wzory, widoczne po powiększeniu jako białe plamy na czarnym tle. Znaczniki powstały przy użyciu standardowych technologii druku i powlekania, lecz z wykorzystaniem kilku kombinacji materiału nośnego oraz markerów. 

Badacze przeprowadzili test swego systemu, tworząc 10 tys. znaczników, fotografując je za pomocą kamery w smartfonie i tworząc na ich podstawie bazę danych; następnie użyli czytnika kodów w innym smartfonie i porównali wyniki ze wspomnianym rejestrem. System zidentyfikował poprawnie 76% znaczników PUF. Żaden z nich nie został odczytany błędnie, jednak skanowanie części kodów trzeba było powtórzyć ze względu na ich zanieczyszczenie lub brak ostrości zdjęć. Twórcy metody przekonują, że mogą w ten sposób stworzyć 2,5 × 10120 unikalnych kodów. W uznaniu jej potencjału autorzy otrzymali dofinansowanie Fundacji Villum oraz Uniwersytetu Kopenhaskiego.

„Kruchy” znacznik chroni ekskluzywne wina

Firma Toppan Printing stworzyła swoją własną metodę zabezpieczania ekskluzywnych produktów. Cachet-Tag to znacznik typu NFC1 wykorzystujący technologię komunikacji bliskiego zasięgu, która umożliwia wygodny i bezpieczny transfer danych cyfrowych wysokoczęstotliwościową drogą radiową na niewielkie odległości. Specyficzną cechą Cachet-Tag jest duża łamliwość: jakakolwiek próba majstrowania przy etykiecie, na której został umieszczony, powoduje jego nieodwracalne uszkodzenie, a tym samym brak możliwości odczytania zawartych w nim informacji. Produkt został wybrany przez firmę Domaine Ponsot, francuskiego producenta wysokiej jakości win Grand Cru z Burgundii. Sprzedaż trunków w butelkach z nietypowym znacznikiem rozpoczęła się w październiku 2018 r. 

Cachet-Tag pozwala uchronić ekskluzywny produkt przed próbą ponownego etykietowania i innymi rodzajami fałszerstw, stanowiąc efektywne zabezpieczenie przed podrabianiem. Częścią znacznika jest specjalna warstwa o zmienionej chemicznie, wysoce łamliwej strukturze, która rozrywa się w trakcie usuwania, przerywając obwód anteny i niszcząc znacznik. Przy produkcji znacznika wykorzystano innowacyjny układ scalony NTAG 413 DNA z funkcją uwierzytelniania kryptograficznego, dostarczony przez firmę NXP Semiconductors. W momencie jego odczytywania użytkownik otrzymuje informację o tożsamości produktu oraz unikalny kod identyfikujący; ponieważ dane uwierzytelniające różnią się w przypadku każdego produktu, rozwiązanie zapewnia wysoki poziom bezpieczeństwa. 

Po skanowaniu przez smartfon wyposażony w funkcję NFC informacje zapisane na elektronicznym czipie są odczytywane przez specjalną aplikację firmy Selinko, specjalisty w zakresie uwierzytelniania i walki z fałszerstwami. Wynik zostaje wyświetlony na wyświetlaczu telefonu, umożliwiając szybkie i proste potwierdzenie autentyczności produktu. Technologia może zostać również użyta do przekazywania klientom informacji na temat produktu, wiadomości marketingowych itp. 

Coca-Cola lśni pełnym blaskiem

Nowoczesne technologie stosowane w przemyśle opakowaniowym – jak dowodzą poprzednie przykłady – często mają na celu ochronę produktu przed fałszerstwami, wydłużenie jego przydatności do spożycia albo zabezpieczanie przed uszkodzeniami w łańcuchu dostaw. Zdarza się jednak, że są wykorzystywane w celach o charakterze marketingowym.

Przykładem mogą być etykiety limitowanej edycji 700 szklanych butelek Coca-Coli z ikonicznym logo, które zaczyna świecić pod wpływem dotyku. Firma jest znana z efektownych kampanii marketingowych. W 2017 r. uraczyła swych klientów na święta Bożego Narodzenia butelkami, których etykiety zamieniały się w kokardy. Pod koniec ubiegłego roku, jak informował amerykański magazyn „Packaging World”, przygotowała dla swych pracowników oraz rynkowych „influencerów” butelki ze świecącymi etykietami jako element kampanii #BeSanta. Dostawcą technologii wykorzystanej w tym nietypowym projekcie była niemiecka firma Inuru, specjalizująca się w produkcji diod OLED. 

Gdy ujrzeliśmy próbki tej technologii, natychmiast się w niej zakochaliśmy – przyznał Georgi Blaskov, starszy dyrektor ds. marketingu w Coca-Cola CEE. – Jesteśmy zainteresowani przyszłymi rozwiązaniami, które obniżą koszty elektroniki drukowanej i w efekcie pozwolą wykorzystywać tę technologię na szerszą skalę, przy tworzeniu opakowań przykładowo pod kątem akcji sezonowych lub promocyjnych.

Dyrektor generalny Inuru Marcin Ratajczyk podkreślił, że etykiety przeznaczone dla Coca-Coli były produkowane w dwóch etapach. W pierwszym producent etykiet, firma All4Labels, wykorzystała konwencjonalne farby i technologie druku do przygotowania papierowych etykiet samoprzylepnych z typografią i kolorami charakterystycznymi dla ikonicznego napoju. Następnie rolki z etykietami zostały przesłane do Inuru, która zaaplikowała na nie elektronikę drukowaną oraz zalaminowała. Nadrukowaliśmy zarówno źródło światła, jak i źródło energii – powiedział Ratajczak. – Dotknięcie etykiety powoduje zamknięcie obwodu między nimi, co sprawia, że etykieta zaczyna świecić.

To pierwszy produkt wykorzystujący diody organiczne w opakowaniach, który wprowadziła na rynek (na skalę zbliżoną do komercyjnej, a nie jako prototyp) czołowa marka międzynarodowa. Potencjał naszej technologii wynika z faktu, że możemy w prosty sposób wdrożyć produkcję miliardów jednostek, ponieważ nasze atramenty pozwalają na drukowanie diod OLED za ułamek ceny najnowocześniejszych technik stosowanych w produkcji elektroniki. Nie tylko możemy obniżyć koszty do kilku centów za opakowanie, ale ponieważ mówimy o elektronice organicznej, jest to technologia przyjazna dla środowiska. A podświetlanie produktów to zaledwie początek – podkreślił Ratajczak. 

Watermarking na pomoc recyklingowi

W trakcie niedawnego Kongresu AIPIA w Amsterdamie dyrektor generalny firmy Filigrade Johan Kerver potwierdził, że do końca marca powinny zakończyć się pierwsze testy watermarkingu (znakowania wodnego) butelek z tworzyw sztucznych, który ma ułatwić recykling tego typu opakowań. Filigrade, wspólnie z niewymienionym z nazwy francuskim przedsiębiorstwem, zbuduje wkrótce pierwszy zakład recyklingu, który będzie przetwarzał tak znakowane pojemniki. 

Potrzebujemy tworzyw sztucznych z wielu różnych powodów – stwierdził Kerver w trakcie swego wystąpienia. – Problemem jest to, jak się ich pozbyć po zużyciu. Firma Filigrade opracowała metodę watermarkingu, która pozwala na identyfikację w trakcie sortowania rodzaju zastosowanego do produkcji butelki tworzywa. Nieposortowane tworzywa są bezwartościowe, co może skutkować zanieczyszczeniem środowiska – dodał Kerver. 

Jak przekonuje szef Filigrade, Petcore Europe (PET Recycling Europe), organizacja typu non-profit z siedzibą w Brukseli, uważa znakowanie metodą wodną (lub innymi znacznikami chemicznymi) za jeden z najlepszych sposobów na rozwiązanie tego problemu. Na jej korzyść przemawiają m.in.: niski koszt i łatwość aplikacji (znacznik zostaje rozpylony na tworzywo w trakcie formowania butelki), całkowita transparentność (nie da się go zauważyć gołym okiem), bezpieczeństwo dla użytkownika (na powierzchni butelki nie ma żadnych pozostałości zastosowanych chemikaliów), a także możliwość natychmiastowego rynkowego wdrożenia. 

Tego typu znaczniki mogą być stosowane na szerokiej gamie opakowań, w tym butelek, etykiet termokurczliwych, tacek, pojemników IML, skrzynek i dużych zbiorników na płyny: czarnych, kolorowych, przezroczystych i matowych. Prócz informacji o rodzaju zastosowanego tworzywa znak wodny może spełniać funkcję znacznika identyfikującego produkt. 

Recykling opakowań ze znakami wodnymi jest bardzo atrakcyjnym rozwiązaniem dla producentów, więc tym bardziej cieszy nas, że zbliżamy się do końca jego testów. Do połowy bieżącego roku powinniśmy być gotowi do rozpoczęcia masowej produkcji. Wśród firm, które są nią zainteresowane, mogę wymienić Nouryon, Schoeller Allibert oraz Dutch aWEAReness – podsumował Kerver. 

Inteligentne nakrętki zabijają bakterie 

Nakrętka CrazyCap to propozycja firmy start-upowej Microlyscs z Miami (USA) dla użytkowników butelek wielokrotnego użytku, które służą im do przechowywania wody nalewanej z komunalnych sieci wodociągowych lub rzek/jezior. 

Nakrętka – której konstrukcja pozwala stosować ją z butelkami różnego typu – emituje światło ultrafioletowe o długości fali 278 nm, które zabija nawet 99,9999% bakterii, pleśni, wirusów oraz alg występujących w wodzie – a to wszystko bez potrzeby stosowania filtrów, przekonuje producent. 

CrazyCap jest zasilana przez zaawansowaną technologię promieniowania świetlnego UVC-LED opracowaną przez firmę LG. Jej ogromną zaletą jest łatwość użycia. „Po prostu zamień standardową nakrętkę na CrazyCap i zrelaksuj się w drodze do pracy” – czytamy na stronie internetowej producenta. 

W ciągu dnia nakrętka automatycznie włącza się co jakiś czas, by zagwarantować świeżość wody; jednorazowe naładowanie wewnętrznej baterii wystarczy na sterylizację maksymalnie 45 litrów wody z kranu. Firma Microlyscs zakończyła już fazę badawczą i jest gotowa na rozpoczęcie masowej produkcji; od połowy stycznia br. CrazyCup można zamawiać za pośrednictwem platformy Kickstarter w przedsprzedaży. 

Opracowano na podstawie materiałów Stowarzyszenia AIPIA