CN103287138A - 塑胶材质表面激光打标的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于激光标记领域，提供了一种塑胶材质表面激光打标的方法，其包括采用波长在266nm～650nm范围内的激光照射塑胶材质表面，所述激光破坏塑胶材质表面的分子链结构，使塑胶材质产生颜色变化。在塑胶材料不添加激光粉的情况下，采用波长在266nm～650nm范围内的激光照射塑胶材料，在塑胶材料表面标记出清晰文字或图案。浅色塑胶材料上可标记出深色线条，深色塑胶材料上可标记出浅色线条，标记字体或图案与产品本体颜色差别大，对比度明显，易于辨识，另外，在标记相同内容并达到同等标记效果的情况下，采用本发明的标记方法，需要的标记的时间比普通固体激光(YAG/DP/YLP)更短。
Description
技术领域
本发明属于激光标记领域，尤其涉及一种塑胶材质表面激光打标的方法。
背景技术
商品在销售时，在表面都会标识各类信息，如商标、材料成分、用途、生产日期、保质期等。除采用标签形式，一部分信息采用印刷、油墨喷码、注塑模压等传统工艺来标识。另外基于防伪或数据变码的需求，还有部分信息需采用激光来进行标记。
常用的塑胶材料包括PET、PE、PP、PVC等，在这些材料上采用传统的标记工艺，均存在一些缺点，以下对几种传统标记工艺的缺点进行说明。
1、印刷或油墨印刷：
产品在成型后，将要标识的内容通过印刷或油墨喷码的方式加到产品表面，两者均是通过将化学物质附着在产品上，易溶解和挥发，造成产品和环境的污染。油墨文字或图形易磨损、受潮易模糊，影响消费者的辨识。
2、注塑模压：
将要标识的文字或图形设计在注塑模具上，文字或图形随产品一起成形。字体或图形与产品本体颜色相同，无对比度，不易辨识。模具制作费用高，每种模具只能对应一种固定的内容，不能模压变码，灵活性差。
3、激光打标：
激光打标采用热加工方式，激光打标机将激光聚焦在产品表面，能量高度集中在一个很小的范围。如果被加工的材料对该激光的吸收较好，那么被照射区域的材料就会因为吸收了激光的能量而迅速升温。根据材料性质的不同(如熔点、沸点、产生化学变化的温度)，产品将会发生一系列的物理或化学变化，比如融化、气化、生成氧化物、变色等等。
塑胶材料激光打标目前采用的激光类型有CO2气体激光和普通固体激光，均属于热加工。CO2激光波长为一般为9.3μm～10.6μm。普通固体激光包含灯泵浦(YAG)、侧面泵浦(DP)、光纤(YLP)等类型，激光波长均为1064nm。
CO2激光标记在塑胶材料上出的字体颜色与产品本体颜色相同，无对比度，不易辨识，除PET材料外，PE或PP等材质对CO2激光吸收性差，标记效果不好。而对于灯泵浦(YAG)、侧面泵浦(DP)、光纤(YLP)等固体激光，单纯的塑胶材质对此类激光吸收性也不好，线条不均匀。只有在注塑时，于塑胶原材料里添加一定比例(不低于1.5％)的激光粉，在形成产品后采用固体激光标记，激光粉辅助吸收激光能量，将激光束转换成热能，对激光粉原料产生加热作用、碳化作用、蒸发作用及化学反应，才能在产品表面标记出效果清晰的字体。但激光粉原料种类单一，无论加入到哪种塑胶材料中，吸收热能后都只能转化成黑色。并且此种应用会增加客户的材料成本，并且是长期性的投入。并且对于红色、绿色等瓶盖，黑色字体对比度也不明显，辨识困难，需要在充足的光照下才能看清楚，标记出可辨识的内容需要的时间更长。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种塑胶材质表面激光打标的方法，旨在解决现有技术存在的在塑胶材料上标记效果不好、原材料成本高、标记效率低的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种塑胶材质表面激光打标的方法，其包括采用波长在266nm～650nm范围内的激光照射打标处塑胶材质的表面，通过所述激光破坏打标处塑胶材质表面的分子链结构，使塑胶材质产生颜色变化。
在塑胶材料不添加激光粉的情况下，采用波长在266nm～650nm范围内的激光照射塑胶材料，可在塑胶材料表面标记出清晰文字或图案。浅色塑胶材料上可标记出深色线条，深色塑胶材料上可标记出浅色线条，标记字体或图案与产品本体颜色差别大，对比度明显，易于辨识，另外，在标记相同内容并达到同等标记效果的情况下，采用本发明的标记方法，需要的标记的时间比普通固体激光(YAG/DP/YLP)更短。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种塑胶材质表面激光打标的方法，其包括采用波长在266nm～650nm范围内的激光照射打标处塑胶材质的表面，通过所述激光破坏打标处塑胶材质表面的分子链结构，使塑胶材质产生颜色变化。所述塑胶材质为PET、PE、PP、PVC中的任意一种。
对于不同颜色的塑胶材料，因其中添加的色母原料不同，被波长在266nm～650nm范围内的激光破坏分子键后，能形成各种和本体颜色差别较大的标记效果。例如，所述塑胶材质的颜色为深色，深色的塑胶材质经过所述激光照射变成浅色。所述塑胶材质的颜色为浅色，浅色的塑胶材质经过所述激光照射变成深色。
本发明实施例提供的塑胶材质表面激光打标的方法，在塑胶材料不添加激光粉的情况下，采用一种266nm～650nm波长的激光照射塑胶材料，在塑胶材料表面标记出清晰文字或图案。浅色塑胶材料上可标记出深色线条，深色塑胶材料上可标记出浅色线条，标记字体或图案与产品本体颜色差别大，对比度明显，易于辨识。
当波长在266nm～650nm范围内的激光聚集成能量集中的细小光点，作用在塑胶产品的表面，光点的运动轨迹即文字或图案的线条。因266nm～650nm波长的激光加工属于冷加工，激光光子能量高，可将打标处塑胶本体表面材料的分子链破坏，使光点上的材料迅速发生变化，产生变色。能量扩散的区域小，因此和普通固体激光标记相比，能在更短的时间内，获得更明显的效果，线条更精细。
以红色瓶盖(主要材料为PP和PE)为例，在标记相同内容并达到同等标记效果的情况下，采用普通固体激光标记工艺(YAG/DP/YLP)与采用本发明的标记方法的产能对比如下：
采用普通固体激光标记工艺(YAG/DP/YLP)，瓶盖中需要添加激光粉，采用50W光纤机(YLP)对瓶盖标记进行，最大满足500个/分钟的产能。而才采用波长在266nn～650nm范围内的激光标记工艺，瓶盖均未添加激光粉，最大满足600个/分钟的产能，由此可见，在标记相同内容并达到同等标记效果的情况下，标记单位瓶盖，采用本发明的标记方法用时更短。
此外，激光粉价格按照65元/公斤来计算，每100克瓶盖需添加1.5克激光粉，单个瓶盖重量大于1.5克。若按照600个/分钟的产量来计算，每天工作20小时，每年工作300天，则采用本发明的标记方法，全年预计可节省激光粉成本约43.2万元。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种塑胶材质表面激光打标的方法，其包括采用波长在266nm～650nm范围内的激光照射打标处塑胶材质的表面，通过所述激光破坏打标处塑胶材质表面的分子链结构，使塑胶材质产生颜色变化。
2.如权利要求1所述的塑胶材质表面激光打标的方法，其特征在于：所述塑胶材质为PET、PE、PP、PVC中的任意一种。
3.如权利要求1所述的塑胶材质表面激光打标的方法，其特征在于：所述塑胶材质的颜色为深色，深色的塑胶材质经过所述激光照射变成浅色。
4.如权利要求1所述的塑胶材质表面激光打标的方法，其特征在于：所述塑胶材质的颜色为浅色，浅色的塑胶材质经过所述激光照射变成深色。
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