CN106832519B - 一种适合紫外激光打码设备的激光显影材料及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及材料领域，具体是一种适合新型紫外激光打码设备的激光显影材料及其应用，所述适合新型紫外激光打码设备的激光显影材料由高密度聚乙烯、激光显影母粒和色母粒以重量份数比100:(5‑10)：2组成。本发明还提供一种适合新型紫外激光打印机的塑料瓶盖及其制备方法。本发明中添加的激光显影成分，可显著提高紫外激光打印机针对某些颜色饮料瓶瓶盖的打印速度，且在可见光区均有良好的透光性，不会改变原有的颜色，而且具备良好的稳定性、无毒无刺激，使用安全，为塑料瓶盖行业大规模应用创造了条件。

Description

一种适合紫外激光打码设备的激光显影材料及其应用
技术领域
本发明涉及材料技术领域，具体说是适合紫外激光打码设备的激光显影材料及其应用。
背景技术
随着物联网技术发展，越来越多的厂家需要在瓶盖上打印二维码进行促销活动。为了适应市场的变化，激光打印设备也从原来的光纤打印机逐渐向的紫外打印机过渡。相比较于光纤激光打印机，紫外激光打印机的激光波长从 1064nm更改为355nm，此波长的能量可以被高密度聚乙烯(HDPE)正常吸收，因此大部分情况下，使用紫外打印机在打印时可不需要在瓶盖中额外添加激光显影材料。但是，二维码的读取识别是通过灰度的反差来进行的，在某些半透明中等灰度颜色的瓶盖上打印二维码时，为了能够顺利识别二维码，激光打印速度会急剧下降，影响了生产效率。原有的激光显影材料均是针对光纤激光打印机的波长，在使用紫外激光打印设备时作用有限，因此，需要一种适合紫外激光打印机的激光显影材料，以提高激光打印速度及打印效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题主要是现有的激光显影材料吸收波长与激光机的激光波长不同，从而影响激光打印效果，因此需要寻找一种吸收波长与激光波长一致的显影材料。
本发明的第一方面，提供了一种的适合紫外激光打码设备的激光显影材料，所述适合紫外激光打码设备的激光显影材料由高密度聚乙烯 (HDPE)、激光显影母粒和色母粒以重量份数比100:(5-10)：2组成。较优的，所述重量份数比为100：5：2。
所述的高密度聚乙烯(HDPE)为瓶盖专用料，密度在0.940～0.976g/cm3范围内。在本发明的优选实施例中，所述的高密度聚乙烯材料来自于韩国韩华，分别为：高密度聚乙烯A，密度为0.955g/cm3，熔融指数为1.0g/10min(190℃ /2.16kg)；高密度聚乙烯B：密度为0.954g/cm3，熔融指数为3.9g/10min(190℃ /2.16kg)。
所述的激光显影母粒是将HDPE材料与纳米级TiO2材料以重量比100：10 经过单螺杆挤出机以200℃的温度混合均匀后挤出造粒，制成激光显影母粒。考虑到最终产品的分散均匀度，以及加工性能，激光显影母粒的粒径与使用的色母料一致，为4-6mm。
所述纳米级TiO2为TiO2经600℃煅烧得到的粉体，此材料在220-400nm 处的紫外光吸收度大，且在可见光区均有良好的透光性，不会改变原有的颜色，而且具备良好的稳定性，无毒无刺激，使用安全。考虑到涉及食品安全及客户认可等因素，本发明可选用的纳米级TiO2材料为德国进口德固赛的P25，该产品的平均粒径为21nm。
所述的色母粒为翠绿色色母粒，该颜色正常激光打印的内容很难识别，因此选定为测试颜色。粒径为4-6mm。由于二维码是根据灰度的对比度来识别的，因此在中等灰度颜色的产品上打印二维码的打印速度最慢，如翠绿色等。
本发明的第二方面，提供上述的适合紫外激光打码设备的激光显影材料在制备适合紫外激光打码设备的饮料瓶瓶盖中的应用。
本发明的第三方面，提供了一种适合紫外激光打码设备的饮料瓶瓶盖，所述的适合紫外激光打码设备的饮料瓶瓶盖使用了上述激光显影材料。
上述适合紫外激光打码设备的饮料瓶瓶盖，其制备方法包括如下步骤：
A、将高密度聚乙烯、激光显影母粒及色母粒按重量比混合均匀；
B、将步骤A得到的混合物在110～200℃条件下，熔融压力为1～2.5MPa 范围内，通过双螺杆挤出机后，经模腔压塑成塑料瓶盖。
如果超出所述的加工温度，会造成产品的成型不良或工艺尺寸超标。较优的，所述步骤B的温度为150～200℃。
本发明中添加的激光显影成分，可显著提高紫外激光打印机针对某些颜色饮料瓶瓶盖的打印速度，且在可见光区均有良好的透光性，不会改变原有的颜色，而且具备良好的稳定性、无毒无刺激，使用安全，为塑料瓶盖行业大规模应用创造了条件。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明提供的具体实施方式作详细说明。
以下实施例和对比例中所采用的原料：
高密度聚乙烯A：韩国韩华；
高密度聚乙烯B：韩国韩华；
纳米级TiO2：德国德固赛P25；
激光显影母粒A：高密度聚乙烯A与纳米级TiO2以重量比100：10经过单螺杆挤出机以200℃的温度混合均匀后挤出造粒，制成激光显影母粒，粒径为4-6mm；
激光显影母粒B：高密度聚乙烯B与纳米级TiO2以重量比100：10经过单螺杆挤出机以200℃的温度混合均匀后挤出造粒，制成激光显影母粒，粒径为4-6mm。
色母料：翠绿色，克莱恩公司。
实施例1：本发明的饮料瓶瓶盖的制备
在20±5℃环境温度下，称取10公斤高密度聚乙烯A、0.5公斤激光显影母粒A及0.2公斤色母粒在自动混料机中混合均匀；然后将混合物放入双螺杆挤出机的喂料口，设备经预热后，预设融化温度为150～200℃，熔融压力为1～2.5MPa，开机后，混合物料进入挤出机，达到一定的流动性后，开启连接的压盖设备，通过热压将材料一次成型为塑料瓶盖。使用紫外激光打印机在塑料盖盖顶打印二维码，根据读码识别率调整激光打印速度，直至可以完全识别。
实施例2：本发明的饮料瓶瓶盖的制备
在20±5℃环境温度下，称取10公斤高密度聚乙烯B、0.5公斤激光显影母粒B及0.2公斤色母粒在自动混料机中混合均匀；然后将混合物放入双螺杆挤出机的喂料口，设备经预热后，预设融化温度为150～200℃，熔融压力为1～2.5MPa，开机后，混合物料进入挤出机，达到一定的流动性后，开启连接的压盖设备，通过热压将材料一次成型为塑料瓶盖。使用紫外激光打印机在塑料盖盖顶打印二维码，根据读码识别率调整激光打印速度，直至可以完全识别。
实施例3-20：本发明的饮料瓶瓶盖的制备
其余步骤同实施例1，改变了原料和加入量，二维码的打印速度不尽相同。物料配方如表1所示。
表1：实施例1-20的塑料瓶盖物料配方
对比例1：
在20±5℃环境温度下，称取10公斤高密度聚乙烯和0.2公斤色母粒在自动混料机中混合均匀，然后将混合物放入双螺杆挤出机的喂料口，设备经预热后，预设融化温度为150～200℃，熔融压力为1～2.5MPa，开机后，混合物料进入挤出机，达到一定的流动性后，开启连接的压盖设备，通过热压将材料一次成型为塑料瓶盖。使用紫外激光打印机在塑料瓶盖顶打印二维码，根据读码识别率调整激光打印速度，直至可以完全识别。
对比例2：
在20±5℃环境温度下，称取10公斤高密度聚乙烯、0.5公斤原有激光显影材料和0.2公斤色母粒在自动混料机中混合均匀，然后将混合物放入双螺杆挤出机的喂料口，设备经预热后，预设融化温度为150～200℃，熔融压力为1～2.5MPa，开机后，混合物料进入挤出机，达到一定的流动性后，开启连接的压盖设备，通过热压将材料一次成型为塑料瓶盖。使用紫外激光打印机在塑料瓶盖顶打印二维码，根据读码识别率调整激光打印速度，直至可以完全识别。
实施例21：本发明的饮料瓶瓶盖的技术效果
不同实施例和对比例的激光打印速度如下表2：
表2：实施例1-20和对比例1-2的激光打印速度
实施例 激光打印速度(只/分钟)
1 600
2 600
3 180
4 290
5 410
6 520
7 600
8 600
9 600
10 600
11 600
12 185
13 285
14 410
15 515
16 600
17 600
18 600
19 600
20 600
对比例1 50
对比例2 60
由表2可见，在塑料瓶盖生产中适量添加新的激光显影材料，可以显著提高某些颜色(如翠绿色)在紫外激光打印设备上的打印速度，同时，现在使用的不同的HDPE树脂均有良好的效果。而当TiO2重量份大于5时，虽然激光打印速度都能达到600，但是存在两个问题，一是成本增加，二是颜色会与签样的颜色相偏离，产品不符合客户要求。在TiO2重量份不大于5时，此时的颜色客户可以接受，同时具备较好的经济效益，因此高密度聚乙烯、激光显影母粒、色母粒的重量比为100：5：2时，此时的打印速度较快且客户可以接受，为最佳比例。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可做出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种适合紫外激光打码设备的激光显影材料，其特征在于，所述适合紫外激光打码设备的激光显影材料由高密度聚乙烯、激光显影母粒和色母粒以重量份数比100:(5-10)：2组成；所述高密度聚乙烯密度在0.940-0.976g/cm3范围内；所述激光显影母粒是将高密度聚乙烯材料与纳米级TiO2材料以重量比100：10经过单螺杆挤出机以200℃的温度混合均匀后挤出造粒制成，粒径为4-6mm；所述色母粒为翠绿色色母粒；
所述纳米级TiO2为TiO2经600℃煅烧得到的粉体，平均粒径为21nm。
2.根据权利要求1所述的适合紫外激光打码设备的激光显影材料，其特征在于，所述高密度聚乙烯密度为0.955g/cm3，熔融指数为1.0g/10min。
3.根据权利要求1所述的适合紫外激光打码设备的激光显影材料，其特征在于，所述高密度聚乙烯密度为0.954g/cm3，熔融指数为3.9g/10min。
4.根据权利要求1所述的适合紫外激光打码设备的激光显影材料，其特征在于，所述适合紫外激光打码设备的激光显影材料由高密度聚乙烯、激光显影母粒和色母粒以重量份数比100：5：2组成。
5.一种如权利要求1-4任一所述的适合紫外激光打码设备的激光显影材料在制备适合紫外激光打码设备的饮料瓶瓶盖中的应用。
6.一种适合紫外激光打码设备的饮料瓶瓶盖，其特征在于，所述的适合紫外激光打码设备的饮料瓶瓶盖由如权利要求1-4任一所述的激光显影材料制成。
7.根据权利要求6所述的适合紫外激光打码设备的饮料瓶瓶盖，其特征在于，所述的适合紫外激光打码设备的饮料瓶瓶盖的制备方法，包括如下步骤：
A、将高密度聚乙烯、激光显影母粒及色母粒按重量比混合均匀；
B、步骤A得到的混合物在110～200℃条件下，熔融压力为1～2.5MPa范围内，通过双螺杆挤出机后，经模腔压塑成塑料瓶盖。
8.根据权利要求7所述的适合紫外激光打码设备的饮料瓶瓶盖， 其特征在于，所述的步骤B中温度为150～200℃。
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