KR101313646B1 - Method for laser-marking on surface of resin article - Google Patents

Method for laser-marking on surface of resin article Download PDF

Info

Publication number
KR101313646B1
KR101313646B1 KR1020130007351A KR20130007351A KR101313646B1 KR 101313646 B1 KR101313646 B1 KR 101313646B1 KR 1020130007351 A KR1020130007351 A KR 1020130007351A KR 20130007351 A KR20130007351 A KR 20130007351A KR 101313646 B1 KR101313646 B1 KR 101313646B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
marking
laser
resin
synthetic resin
speed
Prior art date
Application number
KR1020130007351A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김해용
Original Assignee
제일엠텍(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제일엠텍(주) filed Critical 제일엠텍(주)
Priority to KR1020130007351A priority Critical patent/KR101313646B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101313646B1 publication Critical patent/KR101313646B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/18Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using absorbing layers on the workpiece, e.g. for marking or protecting purposes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C71/00After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor
    • B29C71/04After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor by wave energy or particle radiation, e.g. for curing or vulcanising preformed articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/30Organic material
    • B23K2103/42Plastics

Abstract

PURPOSE: A method for marking on the surface of a resin product with lasers is provided to enable laser marking proper to characteristics of a resin product and to improve the reliability of a resin product by clearly marking a laser label. CONSTITUTION: A method for marking on the surface of a resin product with lasers includes the following steps of: selecting a target synthetic resin; determining the thermal transformation characteristics of the selected synthetic resin; determining frequencies and a marking speed according to the determined thermal transformation characteristics; setting a focal distance in respect to the set marking speed; and marking by setting an output value. [Reference numerals] (P11) Select a resin; (P12) Determine thermal transformation characteristics; (P13) Determine frequencies and a marking speed; (P14) Set a focal distance; (P15) Determine output and perform marking

Description

수지 제품 표면의 레이저 마킹 방법{Method for Laser-Marking on Surface of Resin Article}Method for Laser-Marking on Surface of Resin Article

본 발명은 수지 제품 표면의 레이저 마킹 방법에 관한 것이고, 구체적으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리스티렌과 같은 수지 제품의 표면에 레이저로 정보를 각인시키는 수피 제품 표면의 레이저 마킹 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a laser marking method on the surface of a resin product, and more particularly, to a laser marking method on a surface of a bark product in which information is laser-engraved on the surface of a resin product such as polyethylene terephthalate or polystyrene.

레이저 마킹은 금속 표면에 예를 들어 제조일자 또는 제조자에 대한 정보와 같은 제품과 관련된 정보를 각인하기 위하여 사용될 수 있다. 그러나 수지 또는 다른 열 변성 소재의 경우 표면에 레이저가 조사되는 경우 거품이 발생되어 백색 마킹이 되거나 또는 마킹 주변의 원하지 않은 변화가 발생되어 선명도가 낮아져 레이저 마킹이 어려운 것으로 인식되어 왔다. 그러나 다양한 분야에서 수지 제품이 사용되고 제품 라벨의 장기간 보존 및 변형 방지를 위하여 수지 제품에 대한 레이저 마킹의 필요성이 관련 업계에서 지속적으로 제기되어 왔다. Laser marking can be used to imprint information relating to the product on a metal surface, such as, for example, the date of manufacture or information about the manufacturer. However, resins or other thermally modified materials have been recognized to be difficult to laser marking due to bubbles generated when the surface is irradiated with lasers, white markings, or unwanted changes around the markings. However, the necessity of laser marking of resin products has been continuously raised in the related industry in order to use resin products in various fields and to prevent long-term storage and deformation of product labels.

수지 제품 표면의 레이저 마킹과 관련된 선행기술로 특허공개번호 제2004-0018670호 ‘레이저마킹이 가능한 열가소성 수지 조성물’이 있다. 상기 선행기술은 수지 표면을 레이저 마킹을 하는 경우 발생하는 문제점을 해결하기 위하여 아크릴계 수지 100 중량부, 흑색염료 또는 안료 0.01~5 중량부, 실리케이트계 화합물 0.01~10 중량부, 고분자량 계면활성제 0.1~5 중량부 및 백색 무기 충전제 0.1 내지 20 중량부로 이루어지며, 상기 흑색염료 또는 안료와 백색 무기 충진제의 중량비는 0.1 내지 50인 것을 특징으로 하는 레이저마킹이 가능한 열가소성 수지조성물에 대하여 개시하고 있다. Prior art related to laser marking of a resin product surface is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-0018670, 'A thermoplastic marking composition capable of laser marking'. The prior art is 100 parts by weight of acrylic resin, 0.01 to 5 parts by weight of black dye or pigment, 0.01 to 10 parts by weight of silicate compound, 0.1 ~ high molecular weight surfactant in order to solve the problems caused when laser marking the resin surface 5 parts by weight and 0.1 to 20 parts by weight of a white inorganic filler, the weight ratio of the black dye or pigment and the white inorganic filler is disclosed for a laser marking capable thermoplastic resin composition, characterized in that 0.1 to 50.

수지 제품에 대한 레이저 마킹과 관련된 다른 선행기술은 특허공개번호 제2010-0062643호 ‘레이저마킹용 열가소성 수지조성물’이 있다. 상기 선행기술은 공중합체 전체 합계량 100 중량부를 기준으로 공액 디엔계 고무 라텍스 10 내지 20 중량부, (메트)아크릴산 알킬에스테르 화합물 40 내지 70 중량부, 방향족 비닐 화합물 10 내지 40 중량부 및 비닐시안 화합물 1 내지 20 중량부를 그라프트 공중합하여 제조된 그라프트 공중합체; 아크릴계 단량체, 방향족 비닐계 단량체, 아크릴로니크릴계 단량체 및 산 무수물의 혼합물의 공중합체를 55~80: 10~30: 4~15의 중량비를 포함하는 아크릴계 공중합체(B); Another prior art related to laser marking of resin products is Patent Publication No. 2010-0062643, 'Thermal resin composition for laser marking'. The prior art is 10 to 20 parts by weight of the conjugated diene rubber latex, 40 to 70 parts by weight of (meth) acrylic acid alkyl ester compound, 10 to 40 parts by weight of aromatic vinyl compound, and vinyl cyan compound 1 based on 100 parts by weight of the total copolymer. Graft copolymer prepared by graft copolymer to 20 parts by weight; An acrylic copolymer (B) comprising a copolymer of a mixture of an acrylic monomer, an aromatic vinyl monomer, an acrylonitrile monomer and an acid anhydride with a weight ratio of 55 to 80: 10 to 30: 4 to 15;

열가소성 엘라스토머(C); 및 안료 및 염료 중 1종 이상을 포함하는 조색제를 포함하는 레이저마킹용 열가소성 수지조성물에 대하여 개시하고 있다. Thermoplastic elastomers (C); And it discloses a thermoplastic resin composition for laser marking comprising a colorant comprising at least one of pigments and dyes.

수지에 대한 레이저마킹과 관련된 다른 선행기술로 특허공개번호 제2008-0041184호 ‘레이저 마킹용 폴리아미드 수지 조성물 및 레이저 마킹이 된 폴리아미드 수지 성형체’가 있다. 상기 선행기술은 폴리아미드 수지 100 중량부에 대하여 할로겐 함유 유기 화합물 및/또는 안티몬 화합물을 0.1 내지 100 중량부의 비율로 함유하고, 폴리아미드 수지 성형체로 하여 레이저 마킹을 실시할 때 마킹 색조가 말단 조사 부분의 폴리아미드 수지 성형체의 표면의 색조보다 암색인 것을 특징으로 하는 레이저 마킹용 폴리아미드 수지 조성물에 대하여 개시하고 있다. Another prior art related to laser marking of resins is Patent Publication No. 2008-0041184, 'Polyamide Resin Compositions for Laser Marking and Polyamide Resin Molded with Laser Marking.' The prior art contains 0.1 to 100 parts by weight of a halogen-containing organic compound and / or antimony compound with respect to 100 parts by weight of polyamide resin, and when the laser marking is carried out with a polyamide resin molded body, It discloses the polyamide resin composition for laser markings which is darker than the color tone of the surface of the polyamide resin molded object of this invention.

상기 선행기술은 모두 수지 조성물 자체의 변형을 기초로 레이저 마킹이 가능하도록 한다는 특징을 가진다. 그러나 산업 현장에서 레이저 마킹을 위하여 제품의 소재 특성을 변경하기 어려울 뿐만 아니라 다른 물성에 영향을 미칠 수 있다는 문제점을 가진다. All the above prior arts are characterized in that laser marking is possible on the basis of deformation of the resin composition itself. However, it is difficult to change the material properties of the product for laser marking in the industrial field, and there is a problem that it may affect other properties.

본 발명은 선행기술이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다. The present invention is to solve the problems of the prior art has the following object.

본 발명의 목적은 수지 제품의 특성에 맞도록 레이저 마킹이 가능하도록 하는 수지 제품 표면의 레이저 마킹 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a laser marking method on a surface of a resin product that enables laser marking to suit the characteristics of the resin product.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 레이저 마킹 방법은 마킹 대상이 되는 합성수지를 선택하는 단계; 선택된 합성수지의 열 변형 특성을 결정하는 단계; 열 변형 특성에 따라 주파수 및 마킹 속도를 결정하는 단계; 정해진 마킹 속도에 대하여 초점 거리를 설정하는 단계; 및 출력 값을 설정하여 마킹을 하는 단계를 포함한다. According to a preferred embodiment of the present invention, a laser marking method comprises the steps of selecting a synthetic resin to be marked; Determining heat deformation characteristics of the selected synthetic resin; Determining a frequency and a marking speed according to the heat deformation characteristic; Setting a focal length for a predetermined marking speed; And setting the output value to perform marking.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 주파수는 25~1000 kHz, 마킹 속도는 100 내지 5,000 mm/sec 그리고 초점 거리는 100 내지 300 mm가 된다. According to another suitable embodiment of the present invention, the frequency is 25 to 1000 kHz, the marking speed is 100 to 5,000 mm / sec and the focal length is 100 to 300 mm.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 수지 제품은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리스티렌, 고밀도 폴리에틸렌 또는 저밀도 폴리에틸렌이 된다. According to another suitable embodiment of the present invention, the resin product is polyethylene terephthalate, polystyrene, high density polyethylene or low density polyethylene.

본 발명에 따른 레이저 마킹 방법은 수지에 별도의 조성물을 첨가하지 않으면서 레이저 마킹이 가능하도록 하는 것에 의하여 수지 제품이 가진 본래의 특성이 유지되는 마킹이 가능하도록 한다는 이점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 레이저 마킹 방법은 수지 제품의 표면에 선명한 레이저 라벨 각인이 가능하도록 하는 것에 의하여 변형이 되지 않으면서 제거가 어려운 수지제품의 정보 표시가 가능하도록 하는 것에 의하여 제품에 대한 신뢰성이 향상될 수 있도록 한다는 이점을 가진다.The laser marking method according to the present invention has the advantage of enabling the marking that maintains the original characteristics of the resin product by allowing laser marking without adding a separate composition to the resin. In addition, the laser marking method according to the present invention can improve the reliability of the product by enabling the information display of the resin product that is difficult to remove without being deformed by enabling the clear laser label engraving on the surface of the resin product. Has the advantage of being able to.

도 1은 본 발명에 따른 레이저 마킹 방법의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 레이저 마킹 방법이 적용되는 실시 예를 도시한 것이다.
1 illustrates an embodiment of a laser marking method according to the present invention.
2 illustrates an embodiment to which a laser marking method according to the present invention is applied.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto. In the following description, components having the same reference numerals in different drawings have similar functions, so that they will not be described repeatedly unless necessary for an understanding of the invention, and the known components will be briefly described or omitted. However, It should not be understood as being excluded from the embodiment of Fig.

도 1은 본 발명에 따른 레이저 마킹 방법의 실시 예를 도시한 것이다. 1 illustrates an embodiment of a laser marking method according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 레이저 마킹 방법은 마킹 대상이 되는 합성수지를 선택하는 단계(P11); 선택된 합성수지의 열 변형 특성을 결정하는 단계(P12); 열 변형 특성에 따라 주파수 및 마킹 속도를 결정하는 단계(P13); 정해진 마킹 속도에 대하여 초점 거리를 설정하는 단계(P14); 및 출력 값을 설정하여 마킹을 하는 단계를 포함한다. 1, the laser marking method according to the present invention comprises the steps of selecting a synthetic resin to be the target of marking (P11); Determining a thermal deformation characteristic of the selected synthetic resin (P12); Determining a frequency and a marking speed according to the thermal deformation characteristic (P13); Setting a focal length for a predetermined marking speed (P14); And setting the output value to perform marking.

본 발명에 따른 마킹 방법은 다양한 형태의 레이저를 사용하여 행해질 수 있다. 레이저는 예를 들어 광학 섬유 공진기를 이용하는 파이버 레이저(Fiber Laser), 질소와 헬륨의 혼합 기체를 사용하는 이산화탄소 레이저, Nd 이온을 포함하는 YAG(Yttrium Aluminum Garnet) 결정을 이용하여 고체 레이저, DPSS(Diode Pumped Solid State) 레이저 또는 자외선 레이저와 같은 것이 될 수 있고 본 발명은 레이저의 종류에 의하여 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 방법은 합성수지의 종류에 따라 적용되는 주파수, 초점거리 및 마킹 속도가 조절될 필요가 있다. 그러므로 이와 같은 인자의 조절을 위하여 먼저 마킹이 되어야 할 수지가 선택이 되어야 한다(P11). 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리스티렌(PS), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 또는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 같은 것이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 다만 본 발명에 따른 마킹 방법은 열경화성 수지 또는 열가소성 수지에 모두 적용될 수 있지만 바람직하게 열가소성 수지에 적용될 수 있다. The marking method according to the invention can be done using various types of lasers. The laser is, for example, a fiber laser using an optical fiber resonator, a carbon dioxide laser using a mixture of nitrogen and helium, a solid laser using a Yttrium Aluminum Garnet (YAG) crystal containing Nd ions, and a Diodes (DPSS). Pumped Solid State laser or ultraviolet laser, and the present invention is not limited by the type of laser. In the method according to the present invention, the frequency, focal length and marking speed applied according to the type of synthetic resin need to be adjusted. Therefore, the resin to be marked first must be selected for the adjustment of such factors (P11). The resin can be such as but not limited to polyethylene terephthalate (PET), polystyrene (PS), high density polyethylene (HDPE) or low density polyethylene (LDPE). However, the marking method according to the present invention may be applied to both a thermosetting resin or a thermoplastic resin, but preferably to a thermoplastic resin.

합성수지의 종류가 결정되면, 수지의 열 변형 특성이 결정되어야 한다(P12). 열 변형 특성은 예를 들어 용융점, 연화점, 밀도, 열전도율, 반사율 및 주파수에 따른 투과도와 같은 것이 될 수 있다. 열 변형 특성은 합성수지의 고유한 물리적 특성에 기인하고 열 변형 특성에 따라 위에서 설명한 주파수, 초점 거리 및 마킹 속도와 같은 마킹 인자가 결정될 수 있다. 본 발명에 따르면 마킹 인자는 주파수, 초점 거리 및 마킹 속도가 될 수 있고 그리고 수지 인자는 밀도, 열전도율, 반사율 및 주파수가 될 수 있다. 각각의 수지 인자와 각각의 마킹 인자의 상관관계에 의하여 마킹이 가능한지 여부 및 마킹 인자의 범위가 결정될 수 있다. 예를 들어 수지 인자의 하나에 해당되는 연화점에 대하여 마킹 인자의 하나에 해당되는 주파수를 결정할 수 있다. 그리고 일정 거리에 초점을 형성하여 특정 주파수에 대하여 연화점에 도달되는 시간이 측정될 수 있다. 이후 도달되는 시간을 기준으로 허용 주파수 범위가 결정되고 그리고 일정 주파수 범위로 구분하여 구간별 마킹 인자 값이 결정될 수 있다. 이와 같은 방법으로 각각의 수지 인자에 대하여 마킹 인자의 값이 결정되고 마킹 인자의 값에 기초하여 주파수 및 마킹 속도가 결정될 수 있다(P13). 주파수 및 마킹 속도가 먼저 결정되는 것은 마킹 가능 여부에 미치는 영향이 주파수 및 마킹 속도에 의하여 큰 영향을 받기 때문이다. 주파수 및 마킹 속도가 결정되면(P13) 초점 거리가 결정될 수 있다(P14). 초점 거리는 위에서 설명한 수지 인자에 의하여 결정될 수 있지만 다른 한편으로 마킹이 되는 수지 표면의 마킹 간격에 의하여 결정될 수 있다. 예를 들어 마킹은 표면에서 마킹이 되는 깊이 또는 마킹 폭이 고려되어야 한다. 초점 거리는 이와 같은 추가적인 인자를 고려하여야 하므로 주파수 및 마킹 속도가 결정된 이후에 결정될 필요가 있다. 깊이 및 마킹 폭은 예를 들어 레이저의 종류 또는 성능에 의하여 달라질 수 있다. 그리고 초점 거리의 결정은 수지 인자와 이와 같은 것을 고려하여 결정될 수 있다. Once the type of synthetic resin is determined, the heat deformation properties of the resin should be determined (P12). Thermal deformation properties can be such as, for example, melting point, softening point, density, thermal conductivity, reflectance and transmittance according to frequency. The thermal deformation characteristics are due to the inherent physical properties of the resin, and the marking factors such as the frequency, focal length and marking speed described above may be determined according to the thermal deformation characteristics. According to the invention the marking factor can be frequency, focal length and marking speed and the resin factor can be density, thermal conductivity, reflectance and frequency. By the correlation of each resin factor and each marking factor, whether marking is possible and the range of marking factors can be determined. For example, the frequency corresponding to one of the marking factors may be determined for the softening point corresponding to one of the resin factors. The time at which the softening point is reached for a specific frequency by forming a focal point at a certain distance can be measured. After that, the allowable frequency range may be determined based on the time that is reached, and the marking factor value for each section may be determined by dividing the predetermined frequency range. In this way, the value of the marking factor is determined for each resin factor, and the frequency and the marking speed can be determined based on the value of the marking factor (P13). The frequency and the marking speed are determined first because the influence on whether the marking can be greatly affected by the frequency and the marking speed. If the frequency and the marking speed are determined (P13), the focal length may be determined (P14). The focal length can be determined by the resin factor described above, but on the other hand it can be determined by the marking interval of the resin surface to be marked. For example, the marking should take into account the depth or marking width that will be marked on the surface. The focal length has to be taken into account after the frequency and marking speed have been determined since this additional factor must be taken into account. Depth and marking width may vary depending on the type or performance of the laser, for example. And the determination of the focal length can be determined in consideration of the resin factor and the like.

수지 인자에 따라 결정된 마킹 인자는 수지의 종류 및 레이저의 종류에 따라 달라질 수 있지만 제시된 수지에 대하여 아래와 같은 범위에 있는 것으로 나타난다. The marking factor determined according to the resin factor may vary depending on the type of resin and the type of laser, but appears to be in the following ranges for the presented resin.

PET, PS, HDPE 및 LDPE에 대한 마킹 인자 값 Marking Factor Values for PET, PS, HDPE, and LDPE

주파수: 25 ~ 1000 kHzFrequency: 25 to 1000 kHz

마킹 속도: 100 mm/sec ~ 5,0000 mm/secMarking Speed: 100 mm / sec to 5,0000 mm / sec

초점 거리: 100 ~ 300 mm Focal Length: 100 to 300 mm

마킹 인자는 수지의 종류에 따라 적절하게 조절될 수 있다. 마킹은 예를 들어 투명 또는 불투명 생수나 음료수 병, 요구르트 병 또는 수지 제품의 뚜껑에 새겨질 수 있고 자동화가 된 방법으로 대량의 제품에 대하여 연속적으로 새겨질 수 있다. The marking factor can be appropriately adjusted according to the type of resin. The marking can be engraved, for example, on the lid of a transparent or opaque bottled water or beverage bottle, a yogurt bottle or a resin product and can be continuously engraved on a large volume of products in an automated manner.

다른 종류의 수지에 대하여 동일 또는 유사한 방법으로 마킹 인자가 결정될 수 있다. 마킹 인자가 결정되면(P13, P14) 이후 레이저의 출력 값이 결정될 수 있다. 예를 들어 출력 값은 10 내지 30 watt가 될 수 있고 마킹 속도에 따라 적절하게 조절될 수 있다. 예를 들어 마킹 속도가 빠르면 출력 값이 커지고 그리고 마킹 속도가 작으면 출력 값이 낮아질 수 있다. 출력 값은 레이저의 종류 또는 마킹 속도에 따라 적절하게 조절될 수 있고 본 발명은 이에 제한되지 않는다. Marking factors can be determined in the same or similar manner for other types of resins. Once the marking factor is determined (P13 and P14), the output value of the laser may be determined. For example, the output value can be 10-30 watts and can be adjusted appropriately according to the marking speed. For example, a faster marking speed can result in a larger output value and a smaller marking speed can result in a lower output value. The output value can be appropriately adjusted according to the type or marking speed of the laser and the present invention is not limited thereto.

아래에서 본 발명에 따른 마킹 인자에 의하여 마킹이 되는 실시 예에 대하여 설명이 된다. Hereinafter, an embodiment of marking by a marking factor according to the present invention will be described.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 방법의 적용을 위한 레이저 마킹기(20)는 레이저 빔의 발생을 위한 발생기(21), 발생기(21)에서 발생된 빔의 집속을 조절하는 익스팬더(25), 익스팬더(25)로부터 전송되는 빔을 반사하는 X-방향 및 Y-방향 미러(L1, L2), X-방향 및 Y-방향 미러(L1, L2)에서 전송된 빔의 초점이 프레임(F)에 위치하도록 하는 F-세타 렌즈(L3), 제어장치(22) 및 가공물(W)의 가공 상태를 확인하기 위한 탐지 모듈(16)을 포함할 수 있다. 2, the laser marker 20 for applying the method according to the present invention includes a generator 21 for generating a laser beam, an expander 25 for adjusting the focusing of the beam generated by the generator 21, The focus of the beam transmitted from the X- and Y-direction mirrors L1 and L2 and the X- and Y-direction mirrors L1 and L2 reflecting the beam transmitted from the expander 25 is in the frame F. F-theta lens L3 to be positioned, the control device 22 and the detection module 16 for checking the processing state of the workpiece (W) may be included.

발생기(2)는 위에서 설명을 한 것처럼, 예를 들어 파이버 레이저(Fiber Laser), 이산화탄소 레이저, 고체 레이저, DPSS(Diode Pumped Solid State) 레이저 또는 자외선 레이저와 같은 것이 될 수 있다. 또한 가공물(W)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리스티렌(PS), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 또는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 같은 것이 될 수 있다. 다만 가공물(W)이 폴리에틸렌테레프탈레이트가 되는 경우 이산화탄소 레이저가 되는 것이 유리하고 그리고 가공물이 폴리스티렌이 되는 경우 파이버 레이저가 유리한 것으로 나타났다. 그러나 각각의 수지에 대하여 임의의 레이저가 사용될 수 있고 수지 종류에 레이저가 제한되는 것은 아니다. The generator 2 may be, for example, a fiber laser, a carbon dioxide laser, a solid laser, a diode pumped solid state (DPSS) laser or an ultraviolet laser as described above. The workpiece W may also be such as polyethylene terephthalate (PET), polystyrene (PS), high density polyethylene (HDPE) or low density polyethylene (LDPE). However, when the workpiece W becomes polyethylene terephthalate, it is advantageous to be a carbon dioxide laser, and when the workpiece becomes polystyrene, the fiber laser is advantageous. However, any laser can be used for each resin and the laser is not limited to the resin type.

발생기(21)에서 수지의 종류에 따른 마킹 인자에 대한 값이 저장되어 있고 필요에 따라 수지에 대한 수지 인자가 입력되면 마킹 인자가 결정되도록 하는 프로그램을 가진 제어 장치(22)가 설치될 수 있다. 제어 장치(21)는 수지 인자에 따른 마킹 인자를 고려하여 레이저에서 발생되는 빔을 제어할 수 있다. In the generator 21, a value for a marking factor according to the type of resin is stored, and if necessary, a control device 22 having a program for determining the marking factor when the resin factor for the resin is input may be installed. The control device 21 can control the beam generated by the laser in consideration of the marking factor according to the resin factor.

발생기(21)에서 발생된 레이저는 제어장치(22)에 의하여 제어되어 익스팬더(25)로 전달될 수 있다. 익스팬더(25)는 통과되는 레이저의 단면적을 조절하기 위하여 일정 거리만큼 이격된 오목렌즈와 볼록렌즈로 이루어질 수 있다. 익스팬더(25)를 통과하면서 초점이 조절된 레이저는 X-방향 미러(L1) 및 Y-방향 미러(L2)에서 주사 방향이 결정되고 다시 F-세타 렌즈(L3)를 통과하여 프레임(F)에 고정된 정해진 작업 소재(W)의 표면에 초점을 형성하게 된다. 정해진 작업 소재(W)의 표면에 초점이 형성되면서 원하는 형태로 각인이 될 수 있고 그리고 분리 장치(isolator)(23)는 작업 소재(W)의 표면으로부터 반사된 레이저 광이 다시 레이저 발생기(21) 또는 레이저 오실레이터로 유입되는 것을 차단하게 된다. 레이저로 각인이 된 상태는 탐지 모듈(26)에 의하여 탐지될 수 있다. 탐지 모듈(26)은 예를 들어 예를 들어 온도 센서 또는 카메라와 같은 장치를 포함할 수 있고 가공물(W)의 상태를 제어 장치(22) 또는 다른 장치로 전달하여 각인의 정상 여부를 판단할 수 있다. 온도 센서가 설치되는 것은 수지의 경우가공물(W)의 온도에 의하여 각인 정상 여부가 판단될 수 있기 때문이다. 다른 한편으로 탐지 모듈(26)은 거리 측정 센서를 포함할 수 있다. The laser generated by the generator 21 may be controlled by the control device 22 and transferred to the expander 25. The expander 25 may be formed of concave lenses and convex lenses spaced apart by a predetermined distance in order to adjust the cross-sectional area of the laser beam. The laser whose focus is adjusted while passing through the expander 25 is determined by the scanning direction at the X-direction mirror L1 and the Y-direction mirror L2, and then passes through the F-theta lens L3 to the frame F. The focus is formed on the surface of the fixed fixed work piece W. The focal point is formed on the surface of the work material W, which can be imprinted in a desired shape, and the isolator 23 has the laser light reflected from the surface of the work material W again. Or it will block the flow into the laser oscillator. The laser engraved condition can be detected by the detection module 26. The detection module 26 may include, for example, a device such as a temperature sensor or a camera, and may transmit the state of the workpiece W to the control device 22 or another device to determine whether the imprint is normal. have. The temperature sensor is installed because it can be determined whether or not the normal stamping by the temperature of the workpiece (W) in the case of the resin. On the other hand, the detection module 26 may include a distance measuring sensor.

레이저 마킹 과정에서 작업 소재(W)는 프레임(F)에 포함된 이송 장치(도시되지 않음)에 의하여 이송되어 일정 위치에 고정될 수 있다. 작업 소재(W)는 일반적으로 균일한 X-Y 평면 위에 존재하지만 다양한 원인으로 인하여 높이 차이가 발생할 수 있다. 구체적으로 F-세타 렌즈(L3)와 작업 소재(W)의 표면 사이의 거리가 미리 결정된 거리와 차이가 생길 수 있고 이로 인하여 초점이 정확하게 작업 소재(W)의 표면에 형성되지 않을 수 있다. 이와 같은 높이 차이의 발생과 초점 형성의 어긋남은 레이저 마킹의 품질을 저하시킬 수 있다. In the laser marking process, the work material W may be transported by a transfer device (not shown) included in the frame F to be fixed at a predetermined position. The workpiece W is generally on a uniform X-Y plane, but height differences can occur for a variety of reasons. In detail, the distance between the F-theta lens L3 and the surface of the work material W may be different from the predetermined distance, and thus the focus may not be accurately formed on the surface of the work material W. Such occurrence of height difference and deviation of focus formation can degrade the quality of laser marking.

본 발명에 따르면, F-세타 렌즈(L3)와 작업 소재(W)의 표면 사이의 거리를 실시간으로 측정을 하기 위한 거리 측정 장치가 탐지 모듈(26) 설치될 수 있다. 거리 측정 장치는 예를 들어 발광 소자 및 수광 소자로 이루어진 포토 센서(photo sensor), 레이저 센서 또는 초음파 근접 각 센서와 같은 것이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 포토 센서가 거리 측정 장치로 사용되는 경우 필요에 따라 거리와 함께 표면의 경사도가 측정될 수 있다. According to the present invention, the detection module 26 may be provided with a distance measuring device for measuring in real time the distance between the F-theta lens L3 and the surface of the workpiece W. The distance measuring device may be, for example, a photo sensor, a laser sensor, or an ultrasonic proximity angle sensor composed of a light emitting element and a light receiving element, but is not limited thereto. When the photo sensor is used as a distance measuring device, the slope of the surface together with the distance may be measured as necessary.

거리 측정 장치에서 측정된 값은 미리 결정되어 예를 들어 메모리 장치에 위치 또는 좌표에 따른 값이 저장될 수 있다. 거리 측정 장치는 독립된 구동 장치(도시되지 않음)에 의하여 이동되거나 또는 가공물(W)의 표면에서 형성되는 초점의 위치에 연계되어 이동될 수 있다. 예를 들어 거리 측정 장치는 현재 초점의 위치로부터 다음 초점이 형성될 위치의 사이의 일정 지점에서 거리를 측정할 수 있다. 거리 측정 장치에 의하여 측정된 값이 미리 저장되는 경우 가공물(W) 표면에서 측정된 위치로 레이저 마킹 장치가 이동되면 그에 따라 제어장치(22)가 측정된 거리에 따라 초점을 조절하게 된다. 다른 한편으로 레이저의 초점이 이동하기 이전에 거리가 측정되는 경우 레이저의 이동과 동시에 제어장치(22)에 의하여 초점이 조절될 수 있다. The value measured in the distance measuring device may be predetermined and stored, for example, according to a position or coordinate in the memory device. The distance measuring device may be moved by an independent drive device (not shown) or in conjunction with the position of the focal point formed at the surface of the workpiece W. FIG. For example, the distance measuring device may measure the distance at a point between the position of the current focus and the position at which the next focus is to be formed. When the value measured by the distance measuring device is stored in advance, when the laser marking device is moved to the position measured on the surface of the workpiece W, the controller 22 adjusts the focus according to the measured distance accordingly. On the other hand, when the distance is measured before the focus of the laser is moved, the focus may be adjusted by the controller 22 simultaneously with the movement of the laser.

이와 같이 측정된 거리는 미리 메모리 장치에 저장이 되거나 또는 레이저 초점이 이동이 되기 직전에 측정이 되어 제어장치(22)로 전달될 수 있다. 미리 메모리 장치에 저장이 되면 레이저 초점이 해당 위치로 이동되면서 제어장치(22)는 저장된 값을 불러오고 이에 따라 레이저 빔의 초점을 조절하게 된다. 그리고 초점이 이동이 되기 직전에 측정이 되면 현재 위치에서 각인이 끝나고 만약 다음 위치에서 초점이 조절될 필요가 있다면 그에 따라 제어장치(22)는 레이저 빔의 초점을 조절하게 된다. The measured distance may be previously stored in the memory device or measured immediately before the laser focal point is moved and transferred to the control device 22. If the memory device is stored in advance in the memory device, the laser focus is moved to the corresponding position, and the control device 22 retrieves the stored value and adjusts the focus of the laser beam accordingly. When the measurement is performed just before the focus is moved, the marking is finished at the current position, and if the focus needs to be adjusted at the next position, the controller 22 adjusts the focus of the laser beam accordingly.

각인이 되는 작업 소재(W)의 위치에 따라 초점 조절이 필요한 경우 제어장치는 익스팬더(25)를 조절하여 초점 위치를 조절하게 된다. 초점 위치의 조절을 위하여 모터(M)에 의하여 구동되는 초점 조절 수단(24)이 설치될 수 있다. When focus adjustment is required according to the position of the workpiece W to be imprinted, the control device adjusts the focus position by adjusting the expander 25. The focus adjusting means 24 driven by the motor M may be installed to adjust the focus position.

탐지 모듈(26)에서 탐지된 값은 제어 장치(22)로 전달될 수 있고 그리고 탐지 상태에 따라 마킹 인자가 적절하게 조절될 수 있다. The detected value in the detection module 26 can be passed to the control device 22 and the marking factor can be adjusted accordingly according to the detection status.

도 2에 제시된 실시 예는 예시적인 것으로 다양한 레이저 장치에 본 발명에 따른 방법이 적용될 수 있다. 2 is illustrative and the method according to the present invention can be applied to various laser devices.

위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention . The invention is not limited by these variations and modifications, but is limited only by the claims appended hereto.

P11: 수지 선택 P12: 열 변형 특성
P13: 주파수 및 마킹 속도 결정 P14: 초점 거리 설정
P15: 출력 결정 및 마킹
P11: Resin Selection P12: Heat Strain Characteristics
P13: Determine frequency and marking speed P14: Set focal length
P15: Output Determination and Marking

Claims (3)

무기입자 또는 표면의 레이저 마킹을 위한 별도의 처리 과정이 없이 수지 제품 표면에 레이저 마킹을 하는 방법에 있어서,
마킹 대상이 되는 합성수지를 선택하는 단계;
선택된 합성수지의 열 변형 특성을 결정하고 그에 따라 마킹 가능 여부 및 마킹 인자의 범위가 결정되는 단계;
열 변형 특성에 따라 주파수 및 마킹 속도를 결정하는 단계;
정해진 마킹 속도에 대하여 초점 거리를 설정하는 단계; 및
출력 값을 설정하여 마킹을 하는 단계를 포함하고,
상기 주파수는 25~1000 kHz, 마킹 속도는 100 내지 5,000 mm/sec 그리고 초점 거리는 100 내지 300 mm가 되는 것을 특징으로 하는 수지 제품 표면의 레이저 마킹 방법.
In the method of laser marking the surface of the resin product without a separate process for laser marking the inorganic particles or surface,
Selecting a synthetic resin to be marked;
Determining heat deformation characteristics of the selected synthetic resin and determining whether marking is possible and a range of marking factors;
Determining a frequency and a marking speed according to the heat deformation characteristic;
Setting a focal length for a predetermined marking speed; And
Setting the output value and marking it,
Said frequency is 25 to 1000 kHz, marking speed is 100 to 5,000 mm / sec and focal length is 100 to 300 mm.
청구항 1에 있어서, 상기 초점 거리는 F-세타 렌즈와 합성수지의 표면 사이의 거리를 실시간으로 측정을 하기 위한 거리 측정 장치에 의하여 실시간으로 감시가 되는 것을 특징으로 하는 수지 제품 표면의 레이저 마킹 방법. The method of claim 1, wherein the focal length is monitored in real time by a distance measuring device for measuring the distance between the F-theta lens and the surface of the synthetic resin in real time. 청구항 1에 있어서, 상기 합성수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리스티렌, 고밀도 폴리에틸렌 또는 저밀도 폴리에틸렌이 되는 것을 특징으로 하는 수지 제품 표면의 레이저 마킹 방법. The method of claim 1, wherein the synthetic resin is polyethylene terephthalate, polystyrene, high density polyethylene or low density polyethylene.
KR1020130007351A 2013-01-23 2013-01-23 Method for laser-marking on surface of resin article KR101313646B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130007351A KR101313646B1 (en) 2013-01-23 2013-01-23 Method for laser-marking on surface of resin article

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130007351A KR101313646B1 (en) 2013-01-23 2013-01-23 Method for laser-marking on surface of resin article

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101313646B1 true KR101313646B1 (en) 2013-10-02

Family

ID=49637465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130007351A KR101313646B1 (en) 2013-01-23 2013-01-23 Method for laser-marking on surface of resin article

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101313646B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019059617A1 (en) * 2017-09-22 2019-03-28 주식회사 엘지화학 Laser transmission characteristic value determination method
KR102131165B1 (en) * 2019-03-13 2020-07-07 울산과학기술원 Laser marking method based on surface reflectance control

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08174263A (en) * 1994-12-27 1996-07-09 Mitsui Toatsu Chem Inc Laser marking method
JP2001283669A (en) 2000-01-26 2001-10-12 Matsushita Electric Works Ltd Method for marking on switch handle and resin mold product
JP2007330970A (en) * 2006-06-10 2007-12-27 Taiko Seisakusho:Kk Colored marking method by laser
JP2012196710A (en) * 2011-03-04 2012-10-18 Takku Insatsu:Kk Method for removing part of layer b placed between layer a and layer c, marking, and device for removing part of layer b placed between layer a and layer c

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08174263A (en) * 1994-12-27 1996-07-09 Mitsui Toatsu Chem Inc Laser marking method
JP2001283669A (en) 2000-01-26 2001-10-12 Matsushita Electric Works Ltd Method for marking on switch handle and resin mold product
JP2007330970A (en) * 2006-06-10 2007-12-27 Taiko Seisakusho:Kk Colored marking method by laser
JP2012196710A (en) * 2011-03-04 2012-10-18 Takku Insatsu:Kk Method for removing part of layer b placed between layer a and layer c, marking, and device for removing part of layer b placed between layer a and layer c

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019059617A1 (en) * 2017-09-22 2019-03-28 주식회사 엘지화학 Laser transmission characteristic value determination method
KR20190033951A (en) * 2017-09-22 2019-04-01 주식회사 엘지화학 Method for determining emission characteristic value of laser
CN110869160A (en) * 2017-09-22 2020-03-06 株式会社Lg化学 Laser transmission characteristic value determination method
KR102409423B1 (en) * 2017-09-22 2022-06-16 주식회사 엘지에너지솔루션 Method for determining emission characteristic value of laser
US11772197B2 (en) 2017-09-22 2023-10-03 Lg Energy Solution, Ltd. Laser transmission characteristic value determination method
KR102131165B1 (en) * 2019-03-13 2020-07-07 울산과학기술원 Laser marking method based on surface reflectance control

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20030098295A1 (en) Method and apparatus for simultaneous block melting of material by laser
US20180127918A1 (en) Dyeing method and dyeing apparatus
CA2399108A1 (en) Method for the machining of workpieces by means of several laser beams
EP3548295B1 (en) A system and method for laser marking substrates
US7158145B1 (en) Method for applying colored information on an object
KR20130096840A (en) Apparatus for laser marking with function of automatic regulation of focus
Lazov et al. Laser marking methods
JP5959663B2 (en) Laser marked polymer workpiece
KR101313646B1 (en) Method for laser-marking on surface of resin article
US6678094B2 (en) Apparatus for lettering or marking articles by means of a laser beam
CN108747039B (en) Liquid crystal panel marking method
WO2010011227A1 (en) Method and system for laser marking
KR101422564B1 (en) Method for Laser Marking on Metal Surface and Product Having Marker by the Same
KR101120835B1 (en) Laser machining apparatus with tilting and autofocusing function
KR101728876B1 (en) An Apparatus Having a Structure of Automatic Focus Regulation and a Method for Marking with the Same
CN105313481A (en) Transparent material laser-inducing wet process colorful marking device and method
KR20160107992A (en) Laser Marking Apparatus
NL2019998B1 (en) Apparatus for producing an object by means of additive manufacturing
KR100545362B1 (en) Apparatus and method for an auto focus laser marking editable on the real image.
KR20150126810A (en) Apparatus for Laser Marking with Function of Automatic Regulation of Focus
CN103407301A (en) Internal laser writing method capable of being used for anti-counterfeiting judgment of commodities packaged by transparent materials
CN111112843A (en) Laser marking device and laser marking method thereof
CN113369701B (en) Method and device for processing anti-fake pattern on transparent plastic product
Jones Laser welding of plastics
KR20170126835A (en) Apparatus for Laser Marking with Function of Automatic Regulation of Focus

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee