CN106739058A - 一种光纤激光标识瓶盖的方法及采用该方法制成的瓶盖 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及瓶盖技术领域，具体涉及一种光纤激光标识瓶盖的方法及采用该方法制成的瓶盖。本发明的一种光纤激光标识瓶盖的方法，采用红外光纤激光器对瓶盖进行标识。相对于现有技术中采用紫外激光器对瓶盖进行标识相比，本发明采用的红外光纤激光器的输出波长位于红外波段，避开了现有瓶盖材质容易吸收紫外激光器发出的紫外波段光并因吸收紫外波段光而产生具有刺激性气味的问题。本发明采用该方法制成的瓶盖，释放的正辛烷、正葵烷、正十二烷、正十四烷及醛物质的含量显著降低，从而显著降低了刺激性气味。

Description

一种光纤激光标识瓶盖的方法及采用该方法制成的瓶盖
技术领域
本发明涉及瓶盖技术领域，具体涉及一种光纤激光标识瓶盖的方法及采用该方法制成的瓶盖。
背景技术
现有技术中，在瓶盖上标记二维码的主要方法有：
(1)有机基质的碳化法
参见专利CN201080011931，有机基质的碳化法是目前最常用的工艺。有机基质的碳化法是通过有机基质自身吸收激光辐射能量或通过添加进有机基质的吸收剂来吸收激光辐射实现碳化。这两种情形下，通过灼烧有机基质的短暂热冲击来实现聚合物材料的碳化。其中，基质在灼烧时足够形成碳的能力对于标记结果而言至关重要。
(2)激光起泡法
激光起泡法是将气体气泡融入到材料中，使其膨胀并产生浮雕效果，光线会在改性的材料表面产生衍射的特性，就会产生明/暗的对比效果。激光起泡法用于在黑暗的背景下产生明亮的打标效果。
(3)烧蚀法
烧蚀法是根据打标内容来部分去除表层以留下凹凸效果的标记的方法。
(4)变色法
变色法是指在塑料中加入能在激光辐射下发生颜色变化的颜料的方法。由于对颜料的辐射标记并不依赖于周围基质的标记，所以只要加入该颜料，就可以在所有塑料中进行标记，甚至在薄层中，如涂料、涂漆和油墨中，也能在不显著损伤该薄层的情况下进行标记。
二维码能被识别的必要条件是足够清晰，否则便无效，上述几种激光标记的方法之所以均采用紫外激光器，是因为紫外激光器打出的二维码具有较高的清晰度，便于识别。因为这一优点，紫外激光器成为二维码标识的常用设备，人们习惯性采用紫外激光器进行二维码标识，尽管紫外激光器应用于二维码标识的优点突出，但也存在致命的缺点，即被紫外激光器标识过二维码的瓶盖存在刺激性气味，尽管采用了紫外激光器，但并不明了是否是采用紫外激光器的原因而产生了该刺激性气味，而对于产生刺激性气味的具体原因，并不清楚是哪一个环节出现了问题。现有技术中，也未见对该问题的分析。
为不影响饮品口感，现有技术中的二维码被迫只能标记在瓶盖的外表面。在某些情况下需要将二维码标记在瓶盖内，例如饮品在搬运过程中，瓶盖上的二维码可能会被磨损成模糊的，以致无法被识别，或者饮品要参与抽奖活动时。
基于现有技术中因存在刺激性气味而无法将二维码标记在瓶盖内的这一问题，目前还未见相关解决方案。
发明内容
本发明构思如下：
本发明人针对紫外激光器标记了二维码的瓶盖具有刺激性气味这一问题产生的原因进行了以下三个方面的分析：
第一，对刺激性气味的组分分析：
将打码前和打码后的各5个瓶盖所在的密闭塑料袋中的空气分别进行吸附-热解吸-GC/MS法分析，发现二者有显著区别，凡是打码后的瓶盖所在的密闭塑料袋中的空气中均出现含量较高的正辛烷、正葵烷、正十二烷、正十四烷和醛物质的色谱峰，但打码前的瓶盖所在的塑料袋中的空气中这些物质含量都很低；且实际上，这几种物质都是有一定气味的物质，因此可断定打码后瓶盖中产生的刺激性气味物质应该主要是正辛烷、正葵烷、正十二烷、正十四烷和醛物质。
第二，对瓶盖的主要原料高密度聚乙烯(HDPE)的吸收光谱的分析：
对高密度聚乙烯(HDPE)的吸收光谱进行测试后发现，其对200-400nm波段的光具有较强的吸收，其中对230-280nm以及340-380nm这两个波段的光的吸收尤其强烈。
第三，紫外激光器与瓶盖的相互作用的分析：
由于紫外激光标识中常用的紫外激光器的输出波长为266nm和355nm，恰好能被第二分析中的高密度聚乙烯(HDPE)很好的吸收，由于激光器输出的光是高度聚集的，所以能量密度较高，高密度聚乙烯(HDPE)在吸收了紫外激光器的高能量后发生分解，产生具有刺激性气味的如第一分析中提到的正辛烷、正葵烷、正十二烷、正十四烷和醛物质。其中，尽管正辛烷、正葵烷、正十二烷、正十四烷均不溶于水，但如果二维码标记在瓶盖内表面，那么醛物质存在于瓶盖内表面的分子结构中，会通过瓶盖内表面的分子结构慢慢渗出瓶盖内表面，并渗入矿泉水中且能与饮品(水或碳酸饮料)互溶，当室温达到20度以上，或者在太阳光辐射下，温度达到20度以上时，处于20度以上温度的环境中的醛物质会从饮品中挥发出来，从而产生让人不舒服的刺激性气味。这也证实了为何采用紫外激光器标记了二维码的瓶盖在长时间且强烈的太阳光照射下，这种刺激性气味更强烈，一方面，太阳光包含了紫外波段的光线，长时间强烈照射瓶盖中的高密度聚乙烯(HDPE)会产生具有刺激性气味的正辛烷、正葵烷、正十二烷、正十四烷和醛物质，另一方面，太阳光的长时间强烈照射，使得瓶盖温度达到20度以上，更多的醛物质会从饮品中挥发出来，这两方面的原因导致该瓶盖长时间处于强烈太阳光照射下刺激性气味比较明显。
其次，本发明人基于上述原因，尝试选择其他波段的激光器和其他的瓶盖材质来进行二维码的标识试验并获得了成功。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种光纤激光标识瓶盖的方法，采用红外光纤激光器对瓶盖进行标识。
其中，所述方法采用红外光纤激光器对瓶盖的内表面进行标识。
其中，所述方法具体包括以下步骤：
母粒制备步骤：将热塑性塑料、助剂和镭射添加剂混合、熔融挤出、冷却、切粒制成母粒；
瓶盖制备步骤：将母粒制备步骤中制得的母粒放入已安装有瓶盖制造专用模具的压塑设备中进行压塑，制得待激光标识的瓶盖；
激光标识步骤：将红外光纤激光器聚焦于所述待激光标识的瓶盖，根据所需要的标记进行相应的路线扫描，受所述红外光纤激光器发出的特定波长的激光的辐射作用，所述镭射添加剂发生颜色变化，以使得所述扫描路线经过的瓶盖表面发生颜色变化，从而形成标记。
其中，所述镭射添加剂选自二氧化锡、氧化铝、云母、锑掺杂氧化锡、氧化亚锑和碳黑中的至少一种。
其中，所述母粒制备步骤中：采用双螺杆挤出机进行熔融挤出，所述双螺杆挤出机的一区温度为165～175℃、二区为175～200℃、三区为200～225℃、四区为215～225℃、五区为210～220℃，各区停留时间为1～2分钟，压力为10～20Mpa。
其中，所述红外光纤激光器采用波段为950～1100nm、1460～1530nm、1530～1565nm或1565～1610nm的红外光纤激光器。
其中，所述红外光纤激光器为输出波长为980nm的镱掺杂的光纤激光器、输出波长为1055nm-1064nm的钕掺杂的光纤激光器、输出波长为1530nm的铒掺杂的光纤激光器和输出波长为1830nm的铥掺杂的光纤激光器中的一种。
其中，所述红外光纤激光器输出的光束直径为0.1mm-35mm。
其中，所述红外光纤激光器输出的光束直径为3mm-15mm。
其中，所述红外光纤激光器为输出波长为1055nm-1064nm的钕掺杂的光纤激光器，且所述红外光纤激光器输出的光束直径为3mm-15mm。
其中，所述红外光纤激光器的功率为100-300瓦；或者，
所述红外光纤激光器输出的连续功率均为100-300瓦；或者，
所述红外光纤激光器的脉冲重复频率为20-80KHZ；或者，
所述红外光纤激光器的脉冲能量为0.1-10MJ；或者，
所述红外光纤激光器的脉冲宽度为5-500nm。
其中，所述助剂为润滑剂、偶联剂、抗菌剂和抗氧剂中的至少一种。
其中，所述瓶盖主要由光吸收峰在非红外波段的热塑性塑料制成。
其中，所述瓶盖主要由含酰胺基团的热塑性塑料制成。
其中，所述瓶盖主要由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、高密度聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚异丁烯、聚丁二烯、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚和聚砜中的至少一种制成。
其中，所述方法采用红外光纤激光器对瓶盖的内顶面或内周侧面进行标识。
其中，所述方法采用红外光纤激光器对瓶盖进行二维码、条形码或数字的标识。
本发明还提供一种瓶盖，该瓶盖采用如上所述任一项方法制成。
其中，所述瓶盖中正辛烷的含量低于10mg/kg，或者所述瓶盖中正葵烷的含量低于10mg/kg，或者，所述瓶盖中正十二烷的含量低于20mg/kg，或者，所述瓶盖中正十四烷的含量低于15mg/kg。
其中，所述瓶盖中正辛烷的含量低于5mg/kg，或者所述瓶盖中正葵烷的含量低于5mg/kg，或者，所述瓶盖中正十二烷的含量低于10mg/kg，或者，所述瓶盖中正十四烷的含量低于8mg/kg。
其中，所述瓶盖中正辛烷的含量低于1mg/kg，或者所述瓶盖中正葵烷的含量低于3mg/kg，或者，所述瓶盖中正十二烷的含量低于5mg/kg，或者，所述瓶盖中正十四烷的含量低于2mg/kg。
其中，所述瓶盖中正辛烷的含量低于0.5mg/kg，或者所述瓶盖中正葵烷的含量低于0.6mg/kg，或者，所述瓶盖中正十二烷的含量低于0.4mg/kg，或者，所述瓶盖中正十四烷的含量低于0.2mg/kg。
其中，所述瓶盖中正辛烷的含量低于0.05mg/kg，或者所述瓶盖中正十二烷的含量低于0.6mg/kg。
本发明的有益效果：
本发明一种光纤激光标识瓶盖的方法，采用红外光纤激光器对瓶盖进行标识。相对于现有技术中采用紫外激光器对瓶盖进行标识相比，本发明采用的红外光纤激光器的输出波长位于红外波段，避开了现有瓶盖材质容易吸收紫外激光器发出的紫外波段光并因吸收紫外波段光而产生具有刺激性气味的醛物质的问题。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
本发明实施例的一种光纤激光标识瓶盖的方法，采用红外光纤激光器对瓶盖进行标识，具体方法包括以下步骤：
母粒制备步骤：将热塑性塑料、助剂和镭射添加剂在高速混合器中干混，再置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、冷却、切粒制成母粒，其中，双螺杆挤出机的一区温度为170℃、二区为190℃、三区为215℃、四区为220℃、五区为215℃，各区停留时间为1～2分钟，压力为15Mpa；当然，双螺杆挤出机还可以采用单螺杆挤出机或多螺杆挤出机替代，高速混合器还可以采用低速混合器替代，本实施例不做具体限定。
瓶盖制备步骤：将母粒制备步骤中制得的母粒放入已安装有瓶盖制造专用模具的压塑设备中进行压塑，制得待激光标识的瓶盖；
激光标识步骤：将红外光纤激光器聚焦于所述待激光标识的瓶盖，根据所需要的标记进行相应的路线扫描，受所述红外光纤激光器发出的特定波长的激光的辐射作用，所述镭射添加剂发生颜色变化，以使得所述扫描路线经过的瓶盖表面发生颜色变化，从而形成标记。
其中，所述瓶盖制备步骤中：所述热塑性塑料为聚丙烯，助剂为KH-550偶联剂，镭射添加剂为云母；所述激光标识步骤中：红外光纤激光器为输出波长为1055nm-1064nm的钕掺杂的光纤激光器，激光光束直径为9mm，红外光纤激光器输出的峰值功率为150瓦、连续功率均为100瓦、脉冲重复频率为20KHZ、脉冲能量为0.1MJ、脉冲宽度为5nm，所述红外光纤激光器瓶盖的内顶面进行二维码的标识。
实施例2
本发明实施例的一种光纤激光标识瓶盖的方法，采用红外光纤激光器对瓶盖进行标识，具体方法包括以下步骤：
母粒制备步骤：将热塑性塑料、助剂和镭射添加剂在高速混合器中干混，再置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、冷却、切粒制成母粒，其中，双螺杆挤出机的一区温度为170℃、二区为190℃、三区为215℃、四区为220℃、五区为215℃，各区停留时间为1～2分钟，压力为15Mpa；
瓶盖制备步骤：将母粒制备步骤中制得的母粒放入已安装有瓶盖制造专用模具的压塑设备中进行压塑，制得待激光标识的瓶盖；
激光标识步骤：将红外光纤激光器聚焦于所述待激光标识的瓶盖，根据所需要的标记进行相应的路线扫描，受所述红外光纤激光器发出的特定波长的激光的辐射作用，所述镭射添加剂发生颜色变化，以使得所述扫描路线经过的瓶盖表面发生颜色变化，从而形成标记。
其中，所述瓶盖制备步骤中：所述热塑性塑料为聚丙烯，助剂为KH-550偶联剂，镭射添加剂为云母；所述激光标识步骤中：红外光纤激光器为输出波长为1055nm-1064nm的钕掺杂的光纤激光器，激光光束直径为13mm，红外光纤激光器输出的峰值功率为200瓦、连续功率均为300瓦、脉冲重复频率为80KHZ、脉冲能量为10MJ、脉冲宽度为500nm，所述红外光纤激光器瓶盖的内顶面进行二维码的标识。
实施例3
本发明实施例的一种光纤激光标识瓶盖的方法，采用红外光纤激光器对瓶盖进行标识，具体方法包括以下步骤：
母粒制备步骤：将热塑性塑料、助剂和镭射添加剂在高速混合器中干混，再置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、冷却、切粒制成母粒，其中，双螺杆挤出机的一区温度为170℃、二区为190℃、三区为215℃、四区为220℃、五区为215℃，各区停留时间为1～2分钟，压力为15Mpa；
瓶盖制备步骤：将母粒制备步骤中制得的母粒放入已安装有瓶盖制造专用模具的压塑设备中进行压塑，制得待激光标识的瓶盖；
激光标识步骤：将红外光纤激光器聚焦于所述待激光标识的瓶盖，根据所需要的标记进行相应的路线扫描，受所述红外光纤激光器发出的特定波长的激光的辐射作用，所述镭射添加剂发生颜色变化，以使得所述扫描路线经过的瓶盖表面发生颜色变化，从而形成标记。
其中，所述瓶盖制备步骤中：所述热塑性塑料为聚丙烯，助剂为KH-550偶联剂，镭射添加剂为云母；所述激光标识步骤中：红外光纤激光器为输出波长为1055nm-1064nm的钕掺杂的光纤激光器，激光光束直径设置为5mm，红外光纤激光器输出的峰值功率为200瓦、连续功率均为150瓦、脉冲重复频率为60KHZ、脉冲能量为5MJ、脉冲宽度为40nm，所述红外光纤激光器瓶盖的内顶面进行二维码的标识。
实施例4
本发明实施例的一种光纤激光标识瓶盖的方法，采用红外光纤激光器对瓶盖进行标识，具体方法包括以下步骤：
母粒制备步骤：将热塑性塑料、助剂和镭射添加剂在高速混合器中干混，再置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、冷却、切粒制成母粒，其中，双螺杆挤出机的一区温度为170℃、二区为190℃、三区为215℃、四区为220℃、五区为215℃，各区停留时间为1～2分钟，压力为15Mpa；
瓶盖制备步骤：将母粒制备步骤中制得的母粒放入已安装有瓶盖制造专用模具的压塑设备中进行压塑，制得待激光标识的瓶盖；
激光标识步骤：将红外光纤激光器聚焦于所述待激光标识的瓶盖，根据所需要的标记进行相应的路线扫描，受所述红外光纤激光器发出的特定波长的激光的辐射作用，所述镭射添加剂发生颜色变化，以使得所述扫描路线经过的瓶盖表面发生颜色变化，从而形成标记。
其中，所述瓶盖制备步骤中：所述热塑性塑料为聚丙烯，助剂为KH-550偶联剂，镭射添加剂为云母；所述激光标识步骤中：红外光纤激光器为输出波长为1055nm-1064nm的钕掺杂的光纤激光器，激光光束直径设置为6mm，红外光纤激光器输出的峰值功率为200瓦、连续功率均为200瓦、脉冲重复频率为70KHZ、脉冲能量为4MJ、脉冲宽度为80nm，所述红外光纤激光器瓶盖的内顶面进行二维码的标识。
实施例5
本发明实施例的一种光纤激光标识瓶盖的方法，采用红外光纤激光器对瓶盖进行标识，具体方法包括以下步骤：
母粒制备步骤：将热塑性塑料、助剂和镭射添加剂在高速混合器中干混，再置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、冷却、切粒制成母粒，其中，双螺杆挤出机的一区温度为165℃、二区为175℃、三区为200℃、四区为215℃、五区为210℃，各区停留时间为1～2分钟，压力为10Mpa；
瓶盖制备步骤：将母粒制备步骤中制得的母粒放入已安装有瓶盖制造专用模具的压塑设备中进行压塑，制得待激光标识的瓶盖；
激光标识步骤：将红外光纤激光器聚焦于所述待激光标识的瓶盖，根据所需要的标记进行相应的路线扫描，受所述红外光纤激光器发出的特定波长的激光的辐射作用，所述镭射添加剂发生颜色变化，以使得所述扫描路线经过的瓶盖表面发生颜色变化，从而形成标记。
其中，所述瓶盖制备步骤中：所述热塑性塑料为高密度聚乙烯，助剂为硬脂酸润滑剂，镭射添加剂为二氧化锡；所述激光标识步骤中：红外光纤激光器为输出波长为980nm的镱掺杂的光纤激光器，激光光束直径为19mm，红外光纤激光器输出的峰值功率为250瓦、连续功率均为280瓦、脉冲重复频率为25KHZ、脉冲能量为3MJ、脉冲宽度为100nm，所述红外光纤激光器瓶盖的内顶面进行二维码的标识。
实施例6
本发明实施例的一种光纤激光标识瓶盖的方法，采用红外光纤激光器对瓶盖进行标识，具体方法包括以下步骤：
母粒制备步骤：：将热塑性塑料、助剂和镭射添加剂在高速混合器中干混，再置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、冷却、切粒制成母粒，其中，双螺杆挤出机的一区温度为165℃、二区为175℃、三区为200℃、四区为215℃、五区为210℃，各区停留时间为1～2分钟，压力为10Mpa；
瓶盖制备步骤：将母粒制备步骤中制得的母粒放入已安装有瓶盖制造专用模具的压塑设备中进行压塑，制得待激光标识的瓶盖；
激光标识步骤：将红外光纤激光器聚焦于所述待激光标识的瓶盖，根据所需要的标记进行相应的路线扫描，受所述红外光纤激光器发出的特定波长的激光的辐射作用，所述镭射添加剂发生颜色变化，以使得所述扫描路线经过的瓶盖表面发生颜色变化，从而形成标记。
其中，所述瓶盖制备步骤中：所述热塑性塑料为高密度聚乙烯，助剂为硬脂酸润滑剂，镭射添加剂为二氧化锡；所述激光标识步骤中：红外光纤激光器为输出波长为980nm的镱掺杂的光纤激光器，激光光束直径为1mm，红外光纤激光器输出的峰值功率为100瓦、连续功率均为185瓦、脉冲重复频率为75KHZ、脉冲能量为7MJ、脉冲宽度为200nm，所述红外光纤激光器瓶盖的内顶面进行二维码的标识。
实施例7
本发明实施例的一种光纤激光标识瓶盖的方法，采用红外光纤激光器对瓶盖进行标识，具体方法包括以下步骤：
母粒制备步骤：将热塑性塑料、助剂和镭射添加剂在高速混合器中干混，再置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、冷却、切粒制成母粒，其中，双螺杆挤出机的一区温度为175℃、二区为200℃、三区为225℃、四区为225℃、五区为220℃，各区停留时间为1～2分钟，压力为20Mpa；
瓶盖制备步骤：将母粒制备步骤中制得的母粒放入已安装有瓶盖制造专用模具的压塑设备中进行压塑，制得待激光标识的瓶盖；
激光标识步骤：将红外光纤激光器聚焦于所述待激光标识的瓶盖，根据所需要的标记进行相应的路线扫描，受所述红外光纤激光器发出的特定波长的激光的辐射作用，所述镭射添加剂发生颜色变化，以使得所述扫描路线经过的瓶盖表面发生颜色变化，从而形成标记。
其中，所述瓶盖制备步骤中：所述热塑性塑料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，助剂为乙烯-辛烯的共聚物抗氧剂，镭射添加剂为炭黑；所述激光标识步骤中：红外光纤激光器为输出波长为1530nm的铒掺杂的光纤激光器，激光光束直径为18mm，红外光纤激光器输出的峰值功率为280瓦、连续功率均为240瓦、脉冲重复频率为58KHZ、脉冲能量为8MJ、脉冲宽度为300nm，所述红外光纤激光器瓶盖的外表面进行生产日期的标识。
实施例8
本发明实施例的一种光纤激光标识瓶盖的方法，采用红外光纤激光器对瓶盖进行标识，具体方法包括以下步骤：
母粒制备步骤：将热塑性塑料、助剂和镭射添加剂在高速混合器中干混，再置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、冷却、切粒制成母粒，其中，双螺杆挤出机的一区温度为175℃、二区为200℃、三区为225℃、四区为225℃、五区为220℃，各区停留时间为1～2分钟，压力为20Mpa；
瓶盖制备步骤：将母粒制备步骤中制得的母粒放入已安装有瓶盖制造专用模具的压塑设备中进行压塑，制得待激光标识的瓶盖；
激光标识步骤：将红外光纤激光器聚焦于所述待激光标识的瓶盖，根据所需要的标记进行相应的路线扫描，受所述红外光纤激光器发出的特定波长的激光的辐射作用，所述镭射添加剂发生颜色变化，以使得所述扫描路线经过的瓶盖表面发生颜色变化，从而形成标记。
其中，所述瓶盖制备步骤中：所述热塑性塑料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，助剂为乙烯-辛烯的共聚物抗氧剂，镭射添加剂为炭黑；所述激光标识步骤中：红外光纤激光器为输出波长为1530nm的铒掺杂的光纤激光器，激光光束直径为16.5mm，红外光纤激光器输出的峰值功率为300瓦、连续功率均为220瓦、脉冲重复频率为40KHZ、脉冲能量为3MJ、脉冲宽度为400nm，所述红外光纤激光器瓶盖的外表面进行生产日期的标识。
实施例9
本发明实施例的一种光纤激光标识瓶盖的方法，采用红外光纤激光器对瓶盖进行标识，具体方法包括以下步骤：
母粒制备步骤：：将热塑性塑料、助剂和镭射添加剂在高速混合器中干混，再置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、冷却、切粒制成母粒，其中，双螺杆挤出机的一区温度为165℃、二区为175℃、三区为200℃、四区为215℃、五区为210℃，各区停留时间为1～2分钟，压力为10Mpa；
瓶盖制备步骤：将母粒制备步骤中制得的母粒放入已安装有瓶盖制造专用模具的压塑设备中进行压塑，制得待激光标识的瓶盖；
激光标识步骤：将红外光纤激光器聚焦于所述待激光标识的瓶盖，根据所需要的标记进行相应的路线扫描，受所述红外光纤激光器发出的特定波长的激光的辐射作用，所述镭射添加剂发生颜色变化，以使得所述扫描路线经过的瓶盖表面发生颜色变化，从而形成标记。
其中，所述瓶盖制备步骤中：所述热塑性塑料为高密度聚乙烯，助剂为硬脂酸润滑剂，镭射添加剂为二氧化锡；所述激光标识步骤中：红外光纤激光器为输出波长为980nm的镱掺杂的光纤激光器，激光光束直径为0.1mm，红外光纤激光器输出的峰值功率为100瓦、连续功率均为200瓦、脉冲重复频率为35KHZ、脉冲能量为9MJ、脉冲宽度为380nm，所述红外光纤激光器瓶盖的内顶面进行二维码的标识。
实施例10
本发明实施例的一种光纤激光标识瓶盖的方法，采用红外光纤激光器对瓶盖进行标识，具体方法包括以下步骤：
母粒制备步骤：将热塑性塑料、助剂和镭射添加剂在高速混合器中干混，再置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、冷却、切粒制成母粒，其中，双螺杆挤出机的一区温度为170℃、二区为190℃、三区为215℃、四区为220℃、五区为215℃，各区停留时间为1～2分钟，压力为15Mpa；
瓶盖制备步骤：将母粒制备步骤中制得的母粒放入已安装有瓶盖制造专用模具的压塑设备中进行压塑，制得待激光标识的瓶盖；
激光标识步骤：将红外光纤激光器聚焦于所述待激光标识的瓶盖，根据所需要的标记进行相应的路线扫描，受所述红外光纤激光器发出的特定波长的激光的辐射作用，所述镭射添加剂发生颜色变化，以使得所述扫描路线经过的瓶盖表面发生颜色变化，从而形成标记。
其中，所述瓶盖制备步骤中：所述热塑性塑料为聚丙烯，助剂为KH-550偶联剂，镭射添加剂为云母；所述激光标识步骤中：红外光纤激光器为输出波长为1055nm-1064nm的钕掺杂的光纤激光器，激光光束直径为3mm，红外光纤激光器输出的峰值功率为200瓦、连续功率均为450瓦、脉冲重复频率为70KHZ、脉冲能量为2MJ、脉冲宽度为150nm，所述红外光纤激光器瓶盖的内周侧面进行二维码的标识。
实施例11
本发明实施例的一种光纤激光标识瓶盖的方法，采用红外光纤激光器对瓶盖进行标识，具体方法包括以下步骤：
母粒制备步骤：将热塑性塑料、助剂和镭射添加剂在高速混合器中干混，再置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、冷却、切粒制成母粒，其中，双螺杆挤出机的一区温度为175℃、二区为200℃、三区为225℃、四区为225℃、五区为220℃，各区停留时间为1～2分钟，压力为20Mpa；
瓶盖制备步骤：将母粒制备步骤中制得的母粒放入已安装有瓶盖制造专用模具的压塑设备中进行压塑，制得待激光标识的瓶盖；
激光标识步骤：将红外光纤激光器聚焦于所述待激光标识的瓶盖，根据所需要的标记进行相应的路线扫描，受所述红外光纤激光器发出的特定波长的激光的辐射作用，所述镭射添加剂发生颜色变化，以使得所述扫描路线经过的瓶盖表面发生颜色变化，从而形成标记。
其中，所述瓶盖制备步骤中：所述热塑性塑料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，助剂为乙烯-辛烯的共聚物抗氧剂，镭射添加剂为炭黑；所述激光标识步骤中：红外光纤激光器为输出波长为1530nm的铒掺杂的光纤激光器，激光光束直径为20mm，红外光纤激光器输出的峰值功率为120瓦、连续功率均为230瓦、脉冲重复频率为25KHZ、脉冲能量为1MJ、脉冲宽度为10nm，所述红外光纤激光器瓶盖的外表面进行生产日期的标识。
实施例12
本发明实施例的一种光纤激光标识瓶盖的方法，采用红外光纤激光器对瓶盖进行标识，具体方法包括以下步骤：
母粒制备步骤：将热塑性塑料、助剂和镭射添加剂在高速混合器中干混，再置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、冷却、切粒制成母粒，其中，双螺杆挤出机的一区温度为170℃、二区为190℃、三区为215℃、四区为220℃、五区为215℃，各区停留时间为1～2分钟，压力为15Mpa；
瓶盖制备步骤：将母粒制备步骤中制得的母粒放入已安装有瓶盖制造专用模具的压塑设备中进行压塑，制得待激光标识的瓶盖；
激光标识步骤：将红外光纤激光器聚焦于所述待激光标识的瓶盖，根据所需要的标记进行相应的路线扫描，受所述红外光纤激光器发出的特定波长的激光的辐射作用，所述镭射添加剂发生颜色变化，以使得所述扫描路线经过的瓶盖表面发生颜色变化，从而形成标记。
其中，所述瓶盖制备步骤中：所述热塑性塑料为聚丙烯，助剂为KH-550偶联剂，镭射添加剂为云母；所述激光标识步骤中：红外光纤激光器为输出波长为1055nm-1064nm的钕掺杂的光纤激光器，激光光束直径设置为15mm，红外光纤激光器输出的峰值功率为200瓦、连续功率均为180瓦、脉冲重复频率为23KHZ、脉冲能量为1.5MJ、脉冲宽度为8nm，所述红外光纤激光器瓶盖的内顶面进行二维码的标识。
实施例13
本发明实施例的一种光纤激光标识瓶盖的方法，采用红外光纤激光器对瓶盖进行标识，具体方法包括以下步骤：
母粒制备步骤：将热塑性塑料、助剂和镭射添加剂在高速混合器中干混，再置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、冷却、切粒制成母粒，其中，双螺杆挤出机的一区温度为165℃、二区为175℃、三区为200℃、四区为215℃、五区为210℃，各区停留时间为1～2分钟，压力为10Mpa；
瓶盖制备步骤：将母粒制备步骤中制得的母粒放入已安装有瓶盖制造专用模具的压塑设备中进行压塑，制得待激光标识的瓶盖；
激光标识步骤：将红外光纤激光器聚焦于所述待激光标识的瓶盖，根据所需要的标记进行相应的路线扫描，受所述红外光纤激光器发出的特定波长的激光的辐射作用，所述镭射添加剂发生颜色变化，以使得所述扫描路线经过的瓶盖表面发生颜色变化，从而形成标记。
其中，所述瓶盖制备步骤中：所述热塑性塑料为高密度聚乙烯，助剂为硬脂酸润滑剂，镭射添加剂为二氧化锡；所述激光标识步骤中：红外光纤激光器为输出波长为980nm的镱掺杂的光纤激光器，激光光束直径为25mm，红外光纤激光器输出的峰值功率为245瓦、连续功率均为256瓦、脉冲重复频率为35KHZ、脉冲能量为4.5MJ、脉冲宽度为123nm，所述红外光纤激光器瓶盖的内顶面进行二维码的标识。
实施例14
本发明实施例的一种光纤激光标识瓶盖的方法，采用红外光纤激光器对瓶盖进行标识，具体方法包括以下步骤：
母粒制备步骤：将热塑性塑料、助剂和镭射添加剂在高速混合器中干混，再置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、冷却、切粒制成母粒，其中，双螺杆挤出机的一区温度为165℃、二区为175℃、三区为200℃、四区为215℃、五区为210℃，各区停留时间为1～2分钟，压力为10Mpa；
瓶盖制备步骤：将母粒制备步骤中制得的母粒放入已安装有瓶盖制造专用模具的压塑设备中进行压塑，制得待激光标识的瓶盖；
激光标识步骤：将红外光纤激光器聚焦于所述待激光标识的瓶盖，根据所需要的标记进行相应的路线扫描，受所述红外光纤激光器发出的特定波长的激光的辐射作用，所述镭射添加剂发生颜色变化，以使得所述扫描路线经过的瓶盖表面发生颜色变化，从而形成标记。
其中，所述瓶盖制备步骤中：所述热塑性塑料为高密度聚乙烯，助剂为硬脂酸润滑剂，镭射添加剂为二氧化锡；所述激光标识步骤中：红外光纤激光器为输出波长为1530nm的铒掺杂的光纤激光器，激光光束直径为27mm，红外光纤激光器输出的峰值功率为250瓦、连续功率均为280瓦、脉冲重复频率为25KHZ、脉冲能量为3MJ、脉冲宽度为100nm，所述红外光纤激光器瓶盖的内顶面进行二维码的标识。
实施例15
本发明实施例的一种光纤激光标识瓶盖的方法，采用红外光纤激光器对瓶盖进行标识，具体方法包括以下步骤：
母粒制备步骤：将热塑性塑料、助剂和镭射添加剂在高速混合器中干混，再置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、冷却、切粒制成母粒，其中，双螺杆挤出机的一区温度为165℃、二区为175℃、三区为200℃、四区为215℃、五区为210℃，各区停留时间为1～2分钟，压力为10Mpa；
瓶盖制备步骤：将母粒制备步骤中制得的母粒放入已安装有瓶盖制造专用模具的压塑设备中进行压塑，制得待激光标识的瓶盖；
激光标识步骤：将红外光纤激光器聚焦于所述待激光标识的瓶盖，根据所需要的标记进行相应的路线扫描，受所述红外光纤激光器发出的特定波长的激光的辐射作用，所述镭射添加剂发生颜色变化，以使得所述扫描路线经过的瓶盖表面发生颜色变化，从而形成标记。
其中，所述瓶盖制备步骤中：所述热塑性塑料为高密度聚乙烯，助剂为硬脂酸润滑剂，镭射添加剂为二氧化锡；所述激光标识步骤中：红外光纤激光器为输出波长为980nm的镱掺杂的光纤激光器，激光光束直径为29mm，红外光纤激光器输出的峰值功率为150瓦、连续功率均为220瓦、脉冲重复频率为25KHZ、脉冲能量为3MJ、脉冲宽度为150nm，所述红外光纤激光器瓶盖的内顶面进行二维码的标识。
实施例16
本发明实施例的一种光纤激光标识瓶盖的方法，采用红外光纤激光器对瓶盖进行标识，具体方法包括以下步骤：
母粒制备步骤：将热塑性塑料、助剂和镭射添加剂在高速混合器中干混，再置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、冷却、切粒制成母粒，其中，双螺杆挤出机的一区温度为165℃、二区为175℃、三区为200℃、四区为215℃、五区为210℃，各区停留时间为1～2分钟，压力为10Mpa；
瓶盖制备步骤：将母粒制备步骤中制得的母粒放入已安装有瓶盖制造专用模具的压塑设备中进行压塑，制得待激光标识的瓶盖；
激光标识步骤：将红外光纤激光器聚焦于所述待激光标识的瓶盖，根据所需要的标记进行相应的路线扫描，受所述红外光纤激光器发出的特定波长的激光的辐射作用，所述镭射添加剂发生颜色变化，以使得所述扫描路线经过的瓶盖表面发生颜色变化，从而形成标记。
其中，所述瓶盖制备步骤中：所述热塑性塑料为高密度聚乙烯，助剂为硬脂酸润滑剂，镭射添加剂为二氧化锡；所述激光标识步骤中：红外光纤激光器为输出波长为1530nm的铒掺杂的光纤激光器，激光光束直径为35mm，红外光纤激光器输出的峰值功率为250瓦、连续功率均为135瓦、脉冲重复频率为65KHZ、脉冲能量为3MJ、脉冲宽度为15nm，所述红外光纤激光器瓶盖的内顶面进行二维码的标识。
测试例
将本发明实施例1-4的瓶盖制成面板进行正辛烷、正葵烷、正十二烷、正十四烷和醛物质的检测。
表1实施例1-4的各项指标测试
本发明实施例5-12中的各项指标测试数据如下：
表2实施例5-12的各项指标测试
从上表1和表2可以看出，本发明实施例瓶盖中的正辛烷、正葵烷、正十二烷、正十四烷和醛物质含量均符合中国国家标准(GB9687-1988)《食品包装用聚乙烯成型品卫生标准》的各项规定，且远低于该国标标准中各项指标，说明采用红外光纤激光器制成的瓶盖不仅达到食品安全级别，而且大大降低该刺激性气味。
另外，从表1和表2也可以看出，其中实施例1-4、实施例10和实施例12的数值降低的比较显著，这6个实施例的制备方法具有共同的特点，即采用输出波长为1055nm-1064nm的钕掺杂的光纤激光器，且激光光束直径在3-15mm范围内。说明采用输出波长为1055nm-1064nm的钕掺杂的光纤激光器，且将输出的激光光束直径设置在3-15mm范围内是较佳的实施方案。
为进一步说明采用红外光纤激光器制成的瓶盖确实解决了因醛物质产生而带来的刺激性气味的问题，将采用紫外激光器打二维码的瓶盖的5个样品的各项指标的平均值与本发明实施例采用红外光纤激光器打二维码的瓶盖进行各项指标的平均值(该平均值为实施例1-12的平均值)进行对比，具体见表3：
表3紫外激光打码瓶盖和红外光纤激光打码瓶盖对比
从上表3看出，相对于现有技术中采用紫外激光器对瓶盖进行二维码标识相比，本发明采用的红外光纤激光器进行二维码标识，将造成刺激性气味的物质的含量大大降低，从而大大降低了刺激性气味，使得二维码可标识在瓶盖内表面而不会产生刺激性气味，从而大大降低对饮品口感的影响。
本发明实施例13-16中的各项指标测试数据如下：
表4实施例13-16的各项指标测试
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (22)

1.一种光纤激光标识瓶盖的方法，其特征在于，采用红外光纤激光器对瓶盖进行标识。
2.如权利要求1所述的光纤激光标识瓶盖的方法，其特征在于，采用红外光纤激光器对瓶盖的内表面进行标识。
3.如权利要求1至2任一项所述的光纤激光标识瓶盖的方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：
母粒制备步骤：将热塑性塑料、助剂和镭射添加剂混合、熔融挤出、冷却、切粒制成母粒；
瓶盖制备步骤：将母粒制备步骤中制得的母粒放入已安装有瓶盖制造专用模具的压塑设备中进行压塑，制得待激光标识的瓶盖；
激光标识步骤：将红外光纤激光器聚焦于所述待激光标识的瓶盖，根据所需要的标记进行相应的路线扫描，受所述红外光纤激光器发出的特定波长的激光的辐射作用，所述镭射添加剂发生颜色变化，以使得所述扫描路线经过的瓶盖表面发生颜色变化，从而形成标记。
4.如权利要求3所述的光纤激光标识瓶盖的方法，其特征在于，所述母粒制备步骤中：镭射添加剂选自二氧化锡、氧化铝、云母、锑掺杂氧化锡、氧化亚锑和碳黑中的至少一种。
5.如权利要求3所述的光纤激光标识瓶盖的方法，其特征在于，所述母粒制备步骤中：采用双螺杆挤出机进行熔融挤出，所述双螺杆挤出机的一区温度为165～175℃、二区为175～200℃、三区为200～225℃、四区为215～225℃、五区为210～220℃，各区停留时间为1～2分钟，压力为10～20Mpa。
6.如权利要求3所述的光纤激光标识瓶盖的方法，其特征在于，所述红外光纤激光器采用波段为950~1100 nm、1460~1530 nm、1530~1565 nm或1565~1610 nm的红外光纤激光器。
7.如权利要求3所述的光纤激光标识瓶盖的方法，其特征在于，所述红外光纤激光器为输出波长为980nm的镱掺杂的光纤激光器、输出波长为1055nm-1064nm的钕掺杂的光纤激光器、输出波长为1530nm的铒掺杂的光纤激光器和输出波长为1830nm的铥掺杂的光纤激光器中的一种。
8.如权利要求3所述的光纤激光标识瓶盖的方法，其特征在于，所述红外光纤激光器输出的光束直径为0.1mm-35mm。
9.如权利要求3所述的光纤激光标识瓶盖的方法，其特征在于，所述红外光纤激光器输出的光束直径为3mm-15mm。
10.如权利要求3所述的光纤激光标识瓶盖的方法，其特征在于，所述红外光纤激光器为输出波长为1055nm-1064nm的钕掺杂的光纤激光器，且所述红外光纤激光器输出的光束直径为3mm-15mm。
11.如权利要求3所述的光纤激光标识瓶盖的方法，其特征在于，
所述红外光纤激光器输出的峰值功率为100-300瓦；或者，
所述红外光纤激光器输出的连续功率均为100-300瓦；或者，
所述红外光纤激光器的脉冲重复频率为20-80KHZ；或者，
所述红外光纤激光器的脉冲能量为0.1-10MJ；或者，
所述红外光纤激光器的脉冲宽度为5-500nm。
12.如权利要求1所述的光纤激光标识瓶盖的方法，其特征在于，所述瓶盖主要由光吸收峰在非红外波段的热塑性塑料制成。
13.如权利要求1所述的光纤激光标识瓶盖的方法，其特征在于，所述瓶盖主要由含酰胺基团的热塑性塑料制成。
14.如权利要求1所述的光纤激光标识瓶盖的方法，其特征在于，所述瓶盖主要由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、高密度聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚异丁烯、聚丁二烯、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚和聚砜中的至少一种制成。
15.如权利要求1所述的光纤激光标识瓶盖的方法，其特征在于，所述方法采用红外光纤激光器对瓶盖的内顶面或内周侧面进行标识。
16.如权利要求1所述的光纤激光标识瓶盖的方法，其特征在于，所述方法采用红外光纤激光器对瓶盖进行二维码、条形码或数字的标识。
17.一种如权利要求1-16任一项所述方法制成的瓶盖。
18.如权利要求17所述的瓶盖，其特征在于，所述瓶盖中正辛烷的含量低于10mg/kg，或者所述瓶盖中正葵烷的含量低于10mg/kg，或者，所述瓶盖中正十二烷的含量低于20mg/kg，或者，所述瓶盖中正十四烷的含量低于15mg/kg。
19.如权利要求17所述的瓶盖，其特征在于，所述瓶盖中正辛烷的含量低于5mg/kg，或者所述瓶盖中正葵烷的含量低于5mg/kg，或者，所述瓶盖中正十二烷的含量低于10mg/kg，或者，所述瓶盖中正十四烷的含量低于8mg/kg。
20.如权利要求17所述的瓶盖，其特征在于，所述瓶盖中正辛烷的含量低于1mg/kg，或者所述瓶盖中正葵烷的含量低于3mg/kg，或者，所述瓶盖中正十二烷的含量低于5mg/kg，或者，所述瓶盖中正十四烷的含量低于2mg/kg。
21.如权利要求17所述的瓶盖，其特征在于，所述瓶盖中正辛烷的含量低于0.5mg/kg，或者所述瓶盖中正葵烷的含量低于0.6mg/kg，或者，所述瓶盖中正十二烷的含量低于0.4mg/kg，或者，所述瓶盖中正十四烷的含量低于0.2mg/kg。
22.如权利要求17所述的瓶盖，其特征在于，所述瓶盖中正辛烷的含量低于0.05mg/kg，或者所述瓶盖中正十二烷的含量低于0.6mg/kg。
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