低功率激光快速賦碼方法和賦碼系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及激光賦碼或打標(biāo)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及在物品或商品上形成單色或彩 色的標(biāo)識(shí)信息的低功率激光快速賦碼方法和賦碼系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前在市場(chǎng)上銷(xiāo)售或流通的商品，尤其是快速消費(fèi)品（如酒類(lèi)、飲料類(lèi)、化妝品、 奶粉等與日常生活消費(fèi)密切相關(guān)的商品），需要通過(guò)賦碼在商品上標(biāo)明生產(chǎn)日期、批次等標(biāo) 識(shí)信息。常見(jiàn)的賦碼方式有兩種方式：噴碼機(jī)噴印和激光機(jī)打標(biāo)。
[0003] 噴碼機(jī)是一種通過(guò)軟件控制，使用非接觸方式在產(chǎn)品上進(jìn)行標(biāo)識(shí)的噴墨印刷設(shè) 備。所述噴碼機(jī)主要包括墨路系統(tǒng)、電路系統(tǒng)、噴頭三大部分。噴碼機(jī)可以根據(jù)工作方式分 成連續(xù)式噴墨噴碼機(jī)和按需噴墨噴碼機(jī)。噴碼機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于噴印標(biāo)識(shí)信息的速度快、標(biāo)識(shí) 信息顯色便于掃描和識(shí)讀，廣泛用于各個(gè)行業(yè)。但是噴碼機(jī)噴印過(guò)程中不論是連續(xù)噴墨或 還是按需噴墨技術(shù)都存在以下問(wèn)題：
[0004] 第一：由于噴碼機(jī)的原理決定了噴碼機(jī)墨水都是單色使用的，所以單臺(tái)噴碼機(jī)一 次噴涂得不到彩色的信息。
[0005] 第二：由于噴碼機(jī)的原理決定了噴碼機(jī)故障率高，比如噴嘴和墨水過(guò)濾器的大小 只有幾十微米，容易堵塞。噴碼機(jī)的電磁閥和墨水泵易損壞等。
[0006] 第三：由于噴碼機(jī)油墨選擇樹(shù)脂的局限性，有對(duì)低表面能材質(zhì)附著力不佳，以及耐 摩擦性不好等缺陷。
[0007] 激光打標(biāo)機(jī)是由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)控制聲光調(diào)制系統(tǒng)、振鏡掃描系統(tǒng)來(lái)完成對(duì)被 加工材料打標(biāo)的設(shè)備。其是利用激光以極高的能量密度聚集在被刻標(biāo)的物體表面，通過(guò)燒 灼和刻蝕使表層物質(zhì)發(fā)生化學(xué)物理變化而"刻"出痕跡，或者是通過(guò)光能燒掉部分物質(zhì)，顯 現(xiàn)出所需刻蝕的圖案、文字等標(biāo)識(shí)信息。加工原理主要包括熱加工與冷加工處理。熱加工處 理是指將具有較高能量密度的激光束照射在被加工材料表面上，材料表面吸收激光能量， 在照射區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生熱激發(fā)過(guò)程，從而使材料表面溫度上升，產(chǎn)生變態(tài)、熔融、燒蝕、蒸發(fā)等現(xiàn) 象。冷加工處理是指利用具有很高負(fù)荷能量的光子，打斷材料或周?chē)橘|(zhì)內(nèi)的化學(xué)鍵，至使 材料發(fā)生非熱過(guò)程破壞。
[0008] 激光打標(biāo)機(jī)具有打標(biāo)速度快、標(biāo)識(shí)永久、不易更改，無(wú)需油墨、環(huán)保穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。但 是，在激光機(jī)打標(biāo)過(guò)程中存在以下缺點(diǎn)：
[0009] 第一：激光打印的信息通常沒(méi)有顏色，不易識(shí)別，無(wú)法滿足用戶的使用要求。
[0010] 第二：很多包裝材料對(duì)激光不敏感，無(wú)法實(shí)現(xiàn)清晰的雕刻。
[0011] 第三：大功率的激光機(jī)耗電量大，造價(jià)高，現(xiàn)場(chǎng)使用不安全。在雕刻信息的過(guò)程中 燒蝕物體表面，會(huì)釋放出大量的有害煙霧和有毒氣體，對(duì)使用者和環(huán)境造成傷害。
[0012] 因此，使用噴碼機(jī)噴印標(biāo)識(shí)信息存在單臺(tái)噴碼機(jī)只能?chē)娪紊珮?biāo)識(shí)信息，不能?chē)?印彩色標(biāo)識(shí)信息，且噴碼機(jī)使用墨水噴印存在墨水在材質(zhì)上附著力不佳、噴墨標(biāo)識(shí)信息容 易被擦洗、及墨水容易堵塞噴頭等缺陷。使用激光打標(biāo)機(jī)在普通材質(zhì)上打印標(biāo)識(shí)信息雖然 無(wú)需油墨、標(biāo)識(shí)永久，不易更改，但是存在激光機(jī)打印出的標(biāo)識(shí)信息無(wú)明顯的顏色反差，不 易識(shí)讀，標(biāo)識(shí)信息無(wú)法采集等缺陷，且大功率激光機(jī)現(xiàn)場(chǎng)使用不安全，燒蝕物體表面，無(wú)論 從耗能、安全及成本上考慮都是不適合的。
[0013] JP3-48872通過(guò)在聚烯烴樹(shù)脂中摻入少量被覆氧化鈦的云母，在所得樹(shù)脂成型品 的表面上照射二氧化碳激光束，形成有色標(biāo)記。這種方法由于為保持成型品的透明性和表 面平滑性，作為激光束吸收物質(zhì)的覆氧化鈦的云母只能使用少量，所以作為熱變色化合物 不能充分有效地發(fā)揮作用，所得標(biāo)記不是黑色，而是灰色，其鮮明度不能滿足要求。
[0014] CN101513812A公開(kāi)了一種產(chǎn)品殼體圖案制作方法及控制裝置，但其中僅涉及對(duì)產(chǎn) 品殼體上的涂層進(jìn)行雕刻，而并不涉及涂層變色并且也沒(méi)有公開(kāi)關(guān)于所使用涂層的組成任 何信息。
[0015] CN101497287A涉及帶多色標(biāo)記的成形品及激光標(biāo)記方法，通過(guò)使用兩種以上的不 同激光在本身含有多色顯色激光標(biāo)記組合物的成形品的不同位置照射而呈現(xiàn)多色標(biāo)記，其 中并不涉及使用變色涂層，并且使用不同激光致使工藝復(fù)雜，不能實(shí)現(xiàn)快速?lài)姶a。
[0016] CN1056595A中描述的標(biāo)簽制造方法，采用了無(wú)色染料及顯色劑，白色無(wú)機(jī)填料， 樹(shù)脂及增色劑采用研磨混合，應(yīng)用于有孔介質(zhì)標(biāo)簽紙張，形成接近紙張的白色涂層，在 60-140°C可以變色形成圖案。但是，該文獻(xiàn)中僅涉及制作標(biāo)簽，然后該標(biāo)簽再用于需要使用 標(biāo)簽的物品，而并不涉及直接在該物品上進(jìn)行賦碼或標(biāo)記。而且由于其中使用了白色無(wú)機(jī) 填料，所以無(wú)法形成無(wú)色涂層，即便是不惜破壞底材的完整性，由于要先制作成標(biāo)簽，現(xiàn)場(chǎng) 實(shí)施賦碼工藝難度太大；況且60-140°C的變色溫度范圍，在60°C即可變色，防破壞能力差， 可輕易使標(biāo)簽全部變色而無(wú)法恢復(fù)。。
[0017] CN1103649A涉及通過(guò)照射激光束而改變顏色的樹(shù)脂組合物。然而，使用這樣的樹(shù) 脂組合物存在以下方面的缺陷：（1)由于其顯色樹(shù)脂組合物是由兩種無(wú)機(jī)物質(zhì)（即激光束 吸收性無(wú)機(jī)物和熱變色性無(wú)機(jī)化合物）的復(fù)合體粒子分散在樹(shù)脂中構(gòu)成，因此即使以其液 體形式使用，該樹(shù)脂組合物也不可能是均質(zhì)溶液；（2)在應(yīng)用之前，首先需要制備兩種無(wú)機(jī) 物的"復(fù)合粒子"，這導(dǎo)致變色組合物的制備工藝復(fù)雜；（3)由于無(wú)機(jī)物復(fù)合粒子與有機(jī)樹(shù) 脂本身的相容性差，這會(huì)導(dǎo)致在涂覆應(yīng)用中附著力差，最終會(huì)導(dǎo)致通過(guò)激光照射后形成的 標(biāo)記易脫落；(4)其中所使用的復(fù)合粒子具有必需的粒度，導(dǎo)致在將該樹(shù)脂組合物涂覆到 要標(biāo)記的對(duì)象上后必然具有一個(gè)厚度，會(huì)改變?cè)撘獦?biāo)記的對(duì)象的原有外觀，這通常是不期 望的。
[0018] CN101352975A涉及使用低功率激光在陶瓷表面雕刻標(biāo)記的方法，盡管提及使用低 功率激光，但其中是通過(guò)使用特定覆蓋材料在激光照射時(shí)在該覆蓋材料和陶瓷表面聚熱而 雕刻所需標(biāo)記，并不涉及使用任何變色涂層工藝，更不涉及利用激光致使涂層變色而實(shí)現(xiàn) 提供標(biāo)記信息。
[0019] 綜上所述，不論是噴碼機(jī)還是激光打標(biāo)機(jī)在賦碼過(guò)程中都存在上述必須要克服的 缺陷或問(wèn)題，因此確實(shí)需要一種能夠集合噴碼機(jī)和激光打標(biāo)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)且克服它們的缺點(diǎn)的 新型賦碼系統(tǒng)以及相應(yīng)的賦碼方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020] 本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題和缺陷的至少一個(gè)方面。例如，提供 集噴碼機(jī)的顏色好識(shí)讀及激光打標(biāo)機(jī)的信息量大速度快，能在各種底材，特別是低表面張 力底材上，形成附著力好且不影響所標(biāo)記對(duì)象的外觀的賦碼方法和賦碼系統(tǒng)。
[0021] 為此，在一方面，本發(fā)明提供一種低功率激光快速賦碼方法，所述方法包括以下步 驟：
[0022] 將受熱顯色或變色的有機(jī)涂層施加到待加工物體表面上；
[0023] 通過(guò)低功率激光施加裝置加熱所述有機(jī)涂層用于賦碼的部分，以使所述有機(jī)涂層 上的被加熱部分顯色或變色，從而在所述物體表面上形成所需的標(biāo)識(shí)信息。
[0024] 優(yōu)選地，所述有機(jī)涂層為透明的有色或無(wú)色油墨涂層，且在被加熱之后，所述被加 熱部分能夠顯示或變成黑色、紅色、藍(lán)色、黃色、綠色、紫色、橙色或其組合的顏色。
[0025] 優(yōu)選地，所述有機(jī)涂層為白色涂層、黑色涂層、藍(lán)色涂層、綠色涂層、紅色涂層、黃 色涂層或其組合中的一種。
[0026] 優(yōu)選地，所述有機(jī)涂層在被加熱至11(TC -350°c下發(fā)生顯色或變色，且顯色或變 色后顏色不會(huì)在再次加熱的情況下發(fā)生二次顯色或變色。
[0027] 優(yōu)選地，所述低功率激光加熱裝置為功率為0. l-20w的低功率激光打標(biāo)機(jī)。
[0028] 優(yōu)選地，所述標(biāo)識(shí)信息包括圖案、文字、條碼或其組合。
[0029] 優(yōu)選地，所述方法還包括：在待加工物體表面的不同位置形成多個(gè)所述有機(jī)涂層， 且在經(jīng)低功率激光賦碼過(guò)程中通過(guò)對(duì)所述不同的有機(jī)涂層的施加不同的溫度而使不同的 有機(jī)涂層呈現(xiàn)不同的顏色，由此形成在所述代加工物體表面上形成并排的多個(gè)標(biāo)識(shí)信息組 合。
[0030] 優(yōu)選地，所述方法還包括：在待加工物體表面的同一位置依次形成多個(gè)有機(jī)涂層， 然后通過(guò)在低功率激光賦碼過(guò)程中對(duì)各個(gè)有機(jī)涂層施加不同的溫度而使其各自呈現(xiàn)不同 的顏色，由此形成層疊的多個(gè)標(biāo)識(shí)信息組合。
[0031] 優(yōu)選地，所述方法還包括：在所述有機(jī)涂層發(fā)生顯色或變色之后，通過(guò)采用低功率 激光施加裝置使有機(jī)涂層的未受熱部分發(fā)生顯色或變色以產(chǎn)生所需要的其他標(biāo)識(shí)信息。
[0032] 在另一方面，本發(fā)明提供一種低功率激光快速賦碼系統(tǒng)，所述低功率激光快速賦 碼系統(tǒng)包括：
[0033] 涂層施加裝置，所述涂層施加裝置能夠在待加工物體表面上施加受熱顯色或變色 的有機(jī)涂層；
[0034] 低功率激光施加裝置，所述低功率激光施加裝置對(duì)待加工物體表面上的有機(jī)涂層 用于賦碼的部分進(jìn)行加熱，使得所述有機(jī)涂層的被加熱部分顯色或變色，從而形成標(biāo)識(shí)信 肩、。
[0035] 優(yōu)選地，所述低功率激光施加裝置在所述有機(jī)涂層上產(chǎn)生110°C -350°c的溫度以 使所述有機(jī)涂層顯色或變色。
[0036] 優(yōu)選地，所述光加熱裝置為功率為0. l-20w的低功率激光打標(biāo)機(jī)。
[0037] 優(yōu)選地，所述低功率激光打標(biāo)機(jī)包括：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)用于 控制激光束的移動(dòng)；和低功