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包装とは、流通、保管、販売、使用のために製品を包み、保護する科学、芸術、技術のことです。包装には、パッケージの設計、評価、製造のプロセスも含まれます。包装は、輸送、倉庫保管、物流、販売、最終使用のために商品を準備する調整されたシステムとして説明できます。包装は、内容物を収容し、保護し、保存し、輸送し、情報を提供し、販売します。[ 1 ] [ 2 ]多くの国では、政府、企業、機関、産業、個人使用に完全に統合されています。
パッケージラベル（アメリカ英語）またはラベル（イギリス英語）とは、パッケージ上またはパッケージと関連付けられた別個のラベル上に表示される、あらゆる文字、電子、または図表による情報伝達を指します。多くの国や地域では、パッケージラベルの内容を規制する法律が定められています。本稿では、商品化、ブランディング、および説得力のある図表については扱いません。
最初の包装材には、当時入手可能な天然素材が用いられていました。葦の籠、ワインの皮袋（ボタバッグ）、木箱、陶器の花瓶、陶製のアンフォラ、木樽、織物袋などです。加工された素材が開発されるにつれて、包装材として用いられるようになりました。最初のものはガラスや青銅製の容器です。古い包装材の研究は、考古学において不可欠な側面です。
中国では紀元前1世紀か2世紀にはすでに、加工した桑の樹皮のシートが食品を包むのに使われていた。 [ 3 ]ヨーロッパで紙のような素材が使われるようになったのは、ローマ人が低品質で再生されたパピルスを香料の包装に使った時である。[ 4 ] 1035年、アラブのエジプト、カイロの市場を訪れたペルシャ人の旅行者は、野菜、香辛料、金物が販売後に客のために紙で包まれていることに気づいた。[ 4 ]
ブリキを包装材として使用するようになったのは18世紀に遡ります。ブリキの製造は長い間ボヘミアの独占でした。1667年にイギリスの技師アンドリュー・ヤラントンとアンブローズ・クロウリーがこの製法をイギリスに持ち込み、フィリップ・フォーリーを含む鉄工職人によって改良されました。[ 5 ] [ 6 ] 1697年までに、ジョン・ハンベリー[ 7 ]はポンティプールに「ポンティプール・プレート」を製造する圧延工場を所有していました。[ 8 ] [ 9 ]そこで開拓されたシリンダーによる鉄板の圧延方法により、以前のハンマーによる圧延方法よりも均一な黒色のプレートを生産することが可能になりました。
ブリキ製の箱は、1725年にブリストル海峡の港から初めて販売され始めた。ブリキはモンマスシャーのニューポートから出荷された。[ 10 ] 1805年までに8万個の箱が製造され、5万個が輸出された。ロンドンのタバコ屋は、1760年代以降、嗅ぎタバコを金属メッキの缶に詰め始めた。
フランスの発明家ニコラ・アペールが食品保存における気密容器の重要性を発見したことで、ブリキ缶詰製造法は1810年にイギリスの商人ピーター・デュランドによって特許取得されました。 [ 11 ]特許取得後、デュランド自身は缶詰食品の製造には携わりませんでした。彼は1812年に特許を他の2人のイギリス人、ブライアン・ドンキンとジョン・ホールに売却し、彼らは製造法と製品を改良し、ロンドンのサザーク・パーク・ロードに世界初の商業用缶詰工場を設立しました。1813年までに、彼らはイギリス海軍向けに最初の缶詰製品を製造していました。[ 12 ]
缶詰製造の進歩的な改良により、1855年に缶切りが発明されました。英国ミドルセックス州ハックニーロードのトラファルガープレイスウェストの刃物および外科器具製造業者であるロバート・イェーツは、金属缶の上部を引っ張って開ける手動式の爪付き缶切りを考案しました。[ 13 ] 1858年には、コネチカット州ウォーターベリーのエズラ・ワーナーが、より複雑な形状のレバー式缶切りを米国で特許取得しました。
組み立て式の箱は16世紀に初めて使用され、現代の折りたたみ式カートンは1839年に遡ります。最初の段ボール箱は1817年にイギリスで商業生産されました。段ボール（プリーツとも呼ばれる）は1856年にイギリスで特許を取得し、背の高い帽子の裏地として使用されました。スコットランド生まれのロバート・ゲアは1890年にプレカットの紙箱を発明しました。これは、大量に製造された平らな紙片を折り畳んで箱にするものです。ゲアの発明は偶然の産物でした。 1870年代にブルックリンで印刷業者兼紙袋製造業者として働いていた彼は、ある時種子袋の注文を印刷していたところ、袋に折り目をつけるためによく使われる金属製の定規がずれて袋を切ってしまいました。ゲアは、切断と折り目を1つの作業でつけることで、プレハブ式の紙箱を作ることができることを発見しました。[ 14 ]
商業用の紙袋は1844年にイギリスのブリストルで初めて製造され、アメリカ人のフランシス・ウォールは1852年に自動製袋機の特許を取得した。
20世紀初頭の包装技術の進歩には、瓶のベークライト製キャップ、透明なセロハン製のオーバーラップ、カートンのパネルなどが含まれていました。これらの革新により、加工効率が向上し、食品の安全性も向上しました。アルミニウムや数種類のプラスチックなどの新しい素材が開発されると、それらは性能と機能性を向上させるために包装に組み込まれました。[ 15 ]
1952年、ミシガン州立大学は世界で初めて包装工学の学位を提供する大学となった。[ 16 ]
包装材の製造において、工場内でのリサイクルは長らく一般的でした。アルミニウムや紙製品などの使用済み製品のリサイクルは、長年にわたり経済的に成り立っており、1980年代以降は、戸別回収、消費者の意識向上、規制圧力などにより、使用済み製品のリサイクルが増加しています。
包装業界における多くの重要なイノベーションは、最初に軍事用途向けに開発されました。一部の軍需品は、一般産業で使用されるのと同じ商業用包装で包装されています。その他の軍用包装は、厳しい流通および保管条件下で資材、物資、食料などを輸送する必要があります。第二次世界大戦中に遭遇した包装の問題により、軍用規格または「ミルスペック」規制が包装に適用され、その後「軍用仕様包装」と呼ばれるようになりました。軍における重要な概念として、ミルスペック包装は、アイスランドでの作戦で重大な損失が発生し、最終的に包装の不備が原因とされたことから、1941年頃に正式に誕生しました。ほとんどの場合、ミルスペック包装ソリューション（バリア材、野戦食糧、帯電防止袋、各種輸送用木箱など）は、商業グレードの包装材料に似ていますが、より厳格な性能および品質要件の対象となります。[ 17 ]
2003年現在先進国では、包装部門が国民総生産の約2％を占めています。この市場の約半分は食品包装に関連しています。[ 18 ] 2019年の世界の食品包装市場規模は3,032億6,000万米ドルと推定され、予測期間中のCAGRは5.2％でした。生活ペースの加速と食習慣の変化により、消費者の包装食品に対する需要が高まっており、これが市場に大きな影響を与えると予想されます。
包装と包装ラベルにはいくつかの目的があります[ 19 ]
包装には様々な種類があります。例えば、輸送用包装や配送用包装は、製品や内装品を輸送、保管、取り扱うために使用される輸送容器です。消費者向け包装とは、個人または家庭向けに作られた包装を指す場合もあります。
包装は、包装される製品の種類に応じて分類されることがあります。例えば、医療機器の包装、バルク化学品の包装、市販薬の包装、小売食品の包装、軍事資材の包装、医薬品の包装などです。
パッケージをレイヤー別または機能別に分類すると便利な場合がある。
これらの大まかな分類はやや恣意的であり、各層に同じ包装材が使用される場合もあります。例えば、シュリンクラップは、製品に直接適用される場合は一次包装、より小さなパッケージをまとめるために使用される場合は二次包装、パレットに複数のカートンを固定するなど、特定の種類の流通を容易にするために使用される場合は三次包装となります。
包装は、包装形態に基づいて分類することもできます。例えば、熱成形包装や軟包装は、幅広い用途分野を表しています。
パッケージ表示用のシンボルの多くは、国内および国際的に標準化されています。消費者向けパッケージには、製品認証（FCCマークやTÜVマークなど）、商標、購入証明などのシンボルがあります。消費者の権利と安全性の側面を伝えるための要件やシンボルもいくつかあり、たとえば、EUの重量と測定精度規制への適合を示すCEマークや推定値マークなどがあります。環境およびリサイクルシンボルの例としては、リサイクルシンボル、リサイクルコード（樹脂識別コードの場合もある）、および「グリーンドット」などがあります。食品パッケージには、食品接触材料のシンボルが表示される場合があります。欧州連合では、人間が消費することを目的とした動物由来の製品には、食品の安全性と品質保証のために、標準的な楕円形のEC識別マークと健康マークを表示する必要があります。
バーコード、ユニバーサルプロダクトコード、RFIDラベルは、物流や小売業における自動化された情報管理を可能にするために一般的に使用されています。原産国表示もよく使用されます。一部の製品では、QRコードや同様のマトリックスバーコードが使用される場合があります。パッケージには、印刷の調整やトラブルシューティングのための登録マークやその他の手がかりが表示される場合があります。 [ 25 ]
医療機器のラベル表示には多くの記号が含まれており、その多くは国際規格、中でもISO 15223-1で規定されている。
消費者向けパッケージの表示には、いくつかの規制事項があります。最も重要な事項の一つは、パッケージの内容物の量（重量、容量、個数）を正確に表示することです。消費者は、ラベルが実際の内容物を正確に反映していることを期待しています。製造業者と包装業者は、効果的な品質保証手順と正確な設備を備えていなければなりません。
米国では、公正包装表示法により、多くの種類の製品に対する規制要件が定められています。NIST が作成した「包装商品の正味内容量の確認」は、正味内容量の適合性試験の手順ガイドです。[ 26 ]
他の地域や国には独自の規制要件があります。たとえば、英国には計量法（包装商品）規則[ 27 ]のほか、いくつかの規制があります。EEAでは、危険な配合の製品にはUFIが必要です。
輸送コンテナに関連する技術としては、識別コード、バーコード、および電子データ交換（EDI）が挙げられます。これら3つのコア技術は、流通チャネル全体における輸送コンテナの輸送プロセスにおけるビジネス機能を実現する上で重要な役割を果たします。それぞれに重要な機能があり、識別コードは製品情報を関連付けたり、他のデータへのキーとして機能したりします。バーコードは識別コードやその他のデータの自動入力を可能にし、EDIは流通チャネル内の取引パートナー間でデータをやり取りします。
これらのコアテクノロジーの要素には、 UPCおよびEANの品目識別コード、SCC-14（UPC出荷コンテナコード）、SSCC-18（シリアル出荷コンテナコード）、インターリーブド2-of-5およびUCC/EAN-128（新たにGS1-128と指定された）バーコードシンボル、ANSI ASC X12およびUN/EDIFACT EDI規格が含まれます。
小包配送業者は独自のコード形式を採用している場合が多い。例えば、ユナイテッド・パーセル・サービス（UPS）は、荷物追跡用にMaxiCodeという2次元コードを使用している。
輸送コンテナ用のRFIDラベルもますます使用されるようになっている。ウォルマートの部門であるサムズクラブもこの方向に進んでおり、サプライヤーに遵守するよう圧力をかけている。[ 28 ]
危険物または有害物質の輸送には、国連、各国、および特定の運送業者の要件に従って、特別な情報と記号（ラベル、標識など）が付けられます。輸送用パッケージには、取り扱い上の注意を伝えるために標準化された記号も使用されます。これらの記号の一部は、ASTM D5445およびISO 780「物品の取り扱いに関する図解表示」およびGHS危険有害性ピクトグラムで定義されています。
パッケージのデザインと開発は、新製品開発プロセスの不可欠な部分として考えられることが多い。一方、パッケージ（またはコンポーネント）の開発は独立したプロセスとなる場合もあるが、パッケージ化される製品と密接に連携させる必要がある。パッケージデザインは、構造設計、マーケティング、賞味期限、品質保証、物流、法的要件、規制、グラフィックデザイン、最終用途、環境など、すべての要件を特定することから始まる。設計基準、性能（パッケージテストで規定）、完了目標時間、リソース、コスト制約を確立し、合意する必要がある。パッケージデザインプロセスでは、ラピッドプロトタイピング、コンピュータ支援設計、コンピュータ支援製造、文書自動化がよく用いられる。
パッケージデザインが他の要因によって影響を受ける例として、物流との関係が挙げられます。配送システムに小包配送業者による個別の出荷が含まれる場合、仕分け、取り扱い、および混載による積み重ねは、輸送用パッケージの強度と保護能力に厳しい要求を課します。物流システムが均一なパレット積載ユニットロードで構成されている場合、パッケージの構造設計は、より長期間の垂直積み重ねなど、特定のニーズを満たすように設計できます。ある輸送モード向けに設計されたパッケージは、別の輸送モードには適さない場合があります。
製品の種類によっては、設計プロセスに包装に関する詳細な規制要件が含まれます。たとえば、食品と直接接触する可能性のある包装部品は、食品接触材料として指定されます。[ 29 ]毒性学者や食品科学者は、そのような包装材料が適用される規制で許可されていることを確認する必要があります。包装エンジニアは、完成した包装が通常の使用で製品の意図された賞味期限まで安全性を保つことを確認する必要があります。包装プロセス、ラベル表示、流通、販売は、消費者の健康を念頭に置いた規制に準拠していることを保証するために検証される必要があります。
パッケージ開発の目的は、時に矛盾しているように見えることがあります。例えば、市販薬の規制では、パッケージに改ざん防止機能とチャイルドレジスタンス機能が求められる場合があります。[ 30 ]これらは意図的にパッケージを開けにくくするものです。[ 31 ]しかし、対象となる消費者は障害者や高齢者で、パッケージを開けることができないかもしれません。すべての目標を達成することは困難です。
パッケージデザインは、社内で行う場合もあれば、外部のパッケージエンジニアリング会社（独立請負業者、コンサルタント、ベンダー評価、研究所、委託包装業者、完全アウトソーシングなど）に委託する場合もあります。最も単純なパッケージデザインおよび開発プログラムを除き、何らかの正式なプロジェクト計画とプロジェクト管理手法が必要です。効果的な品質管理システムと検証・妥当性確認プロトコルの使用は、一部の種類のパッケージでは必須であり、すべてのパッケージで推奨されます。
パッケージ開発には、持続可能性、環境責任、および適用される環境およびリサイクル規制の検討が含まれます。これには、パッケージ、パッケージ製品（内容物）、包装プロセス、物流システム[ 34 ] 、廃棄物管理などへの材料とエネルギーの投入と産出を考慮するライフサイクルアセスメント[ 32 ] [ 33 ]が含まれる場合があります。製造、販売、使用の時点での関連規制要件を知る必要があります。
従来からある「3R」（削減、再利用、リサイクル）は、製品やパッケージの開発において考慮されるべき廃棄物階層の一部である。
再利用またはリサイクルできないものについては、焼却処分され、衛生的な埋立地に埋められます。米国の一部の州では、有害物質を含む包装材について規制を設けており、これらの有害物質は焼却時の排出物や灰、埋立地からの浸出液を汚染する可能性があります。包装材をポイ捨てしてはいけません。
持続可能な包装の開発は、標準化団体、政府、消費者、包装業者、小売業者にとって非常に大きな関心事となっている分野である。
持続可能性は、包装開発において最も急速に成長している推進力であり、特に世界有数のブランドと取引のある包装メーカーにとっては、企業の社会的責任（CSR）目標がEU指令の目標を上回ることが多い。
包装機械の選定には、技術的能力、労働力要件、作業員の安全性、保守性、サービス性、信頼性、包装ラインへの統合性、設備投資コスト、設置面積、柔軟性（切り替え、材料、複数製品など）、エネルギー要件、出荷パッケージの品質、認証（食品、医薬品など）、処理能力、効率性、生産性、人間工学、投資収益率などの評価が含まれます。
包装機械には以下のようなものがあります。
包装ラインの自動化に向けた取り組みでは、プログラマブルロジックコントローラやロボットの利用がますます増えている。
包装機械は、一般的に以下の種類に分類されます。
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