低功率激光快速赋码方法和赋码系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及激光赋码或打标技术领域，尤其是涉及在物品或商品上形成单色或彩 色的标识信息的低功率激光快速赋码方法和赋码系统。
【背景技术】
[0002] 目前在市场上销售或流通的商品，尤其是快速消费品（如酒类、饮料类、化妆品、 奶粉等与日常生活消费密切相关的商品），需要通过赋码在商品上标明生产日期、批次等标 识信息。常见的赋码方式有两种方式：喷码机喷印和激光机打标。
[0003] 喷码机是一种通过软件控制，使用非接触方式在产品上进行标识的喷墨印刷设 备。所述喷码机主要包括墨路系统、电路系统、喷头三大部分。喷码机可以根据工作方式分 成连续式喷墨喷码机和按需喷墨喷码机。喷码机的优势在于喷印标识信息的速度快、标识 信息显色便于扫描和识读，广泛用于各个行业。但是喷码机喷印过程中不论是连续喷墨或 还是按需喷墨技术都存在以下问题：
[0004] 第一：由于喷码机的原理决定了喷码机墨水都是单色使用的，所以单台喷码机一 次喷涂得不到彩色的信息。
[0005] 第二：由于喷码机的原理决定了喷码机故障率高，比如喷嘴和墨水过滤器的大小 只有几十微米，容易堵塞。喷码机的电磁阀和墨水泵易损坏等。
[0006] 第三：由于喷码机油墨选择树脂的局限性，有对低表面能材质附着力不佳，以及耐 摩擦性不好等缺陷。
[0007] 激光打标机是由计算机控制系统来控制声光调制系统、振镜扫描系统来完成对被 加工材料打标的设备。其是利用激光以极高的能量密度聚集在被刻标的物体表面，通过烧 灼和刻蚀使表层物质发生化学物理变化而"刻"出痕迹，或者是通过光能烧掉部分物质，显 现出所需刻蚀的图案、文字等标识信息。加工原理主要包括热加工与冷加工处理。热加工处 理是指将具有较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， 在照射区域内产生热激发过程，从而使材料表面温度上升，产生变态、熔融、烧蚀、蒸发等现 象。冷加工处理是指利用具有很高负荷能量的光子，打断材料或周围介质内的化学键，至使 材料发生非热过程破坏。
[0008] 激光打标机具有打标速度快、标识永久、不易更改，无需油墨、环保稳定等优点。但 是，在激光机打标过程中存在以下缺点：
[0009] 第一：激光打印的信息通常没有颜色，不易识别，无法满足用户的使用要求。
[0010] 第二：很多包装材料对激光不敏感，无法实现清晰的雕刻。
[0011] 第三：大功率的激光机耗电量大，造价高，现场使用不安全。在雕刻信息的过程中 烧蚀物体表面，会释放出大量的有害烟雾和有毒气体，对使用者和环境造成伤害。
[0012] 因此，使用喷码机喷印标识信息存在单台喷码机只能喷印单色标识信息，不能喷 印彩色标识信息，且喷码机使用墨水喷印存在墨水在材质上附着力不佳、喷墨标识信息容 易被擦洗、及墨水容易堵塞喷头等缺陷。使用激光打标机在普通材质上打印标识信息虽然 无需油墨、标识永久，不易更改，但是存在激光机打印出的标识信息无明显的颜色反差，不 易识读，标识信息无法采集等缺陷，且大功率激光机现场使用不安全，烧蚀物体表面，无论 从耗能、安全及成本上考虑都是不适合的。
[0013] JP3-48872通过在聚烯烃树脂中掺入少量被覆氧化钛的云母，在所得树脂成型品 的表面上照射二氧化碳激光束，形成有色标记。这种方法由于为保持成型品的透明性和表 面平滑性，作为激光束吸收物质的覆氧化钛的云母只能使用少量，所以作为热变色化合物 不能充分有效地发挥作用，所得标记不是黑色，而是灰色，其鲜明度不能满足要求。
[0014] CN101513812A公开了一种产品壳体图案制作方法及控制装置，但其中仅涉及对产 品壳体上的涂层进行雕刻，而并不涉及涂层变色并且也没有公开关于所使用涂层的组成任 何信息。
[0015] CN101497287A涉及带多色标记的成形品及激光标记方法，通过使用两种以上的不 同激光在本身含有多色显色激光标记组合物的成形品的不同位置照射而呈现多色标记，其 中并不涉及使用变色涂层，并且使用不同激光致使工艺复杂，不能实现快速喷码。
[0016] CN1056595A中描述的标签制造方法，采用了无色染料及显色剂，白色无机填料， 树脂及增色剂采用研磨混合，应用于有孔介质标签纸张，形成接近纸张的白色涂层，在 60-140°C可以变色形成图案。但是，该文献中仅涉及制作标签，然后该标签再用于需要使用 标签的物品，而并不涉及直接在该物品上进行赋码或标记。而且由于其中使用了白色无机 填料，所以无法形成无色涂层，即便是不惜破坏底材的完整性，由于要先制作成标签，现场 实施赋码工艺难度太大；况且60-140°C的变色温度范围，在60°C即可变色，防破坏能力差， 可轻易使标签全部变色而无法恢复。。
[0017] CN1103649A涉及通过照射激光束而改变颜色的树脂组合物。然而，使用这样的树 脂组合物存在以下方面的缺陷：（1)由于其显色树脂组合物是由两种无机物质（即激光束 吸收性无机物和热变色性无机化合物）的复合体粒子分散在树脂中构成，因此即使以其液 体形式使用，该树脂组合物也不可能是均质溶液；（2)在应用之前，首先需要制备两种无机 物的"复合粒子"，这导致变色组合物的制备工艺复杂；（3)由于无机物复合粒子与有机树 脂本身的相容性差，这会导致在涂覆应用中附着力差，最终会导致通过激光照射后形成的 标记易脱落；(4)其中所使用的复合粒子具有必需的粒度，导致在将该树脂组合物涂覆到 要标记的对象上后必然具有一个厚度，会改变该要标记的对象的原有外观，这通常是不期 望的。
[0018] CN101352975A涉及使用低功率激光在陶瓷表面雕刻标记的方法，尽管提及使用低 功率激光，但其中是通过使用特定覆盖材料在激光照射时在该覆盖材料和陶瓷表面聚热而 雕刻所需标记，并不涉及使用任何变色涂层工艺，更不涉及利用激光致使涂层变色而实现 提供标记信息。
[0019] 综上所述，不论是喷码机还是激光打标机在赋码过程中都存在上述必须要克服的 缺陷或问题，因此确实需要一种能够集合喷码机和激光打标机的优点且克服它们的缺点的 新型赋码系统以及相应的赋码方法。
【发明内容】
[0020] 本发明旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。例如，提供 集喷码机的颜色好识读及激光打标机的信息量大速度快，能在各种底材，特别是低表面张 力底材上，形成附着力好且不影响所标记对象的外观的赋码方法和赋码系统。
[0021] 为此，在一方面，本发明提供一种低功率激光快速赋码方法，所述方法包括以下步 骤：
[0022] 将受热显色或变色的有机涂层施加到待加工物体表面上；
[0023] 通过低功率激光施加装置加热所述有机涂层用于赋码的部分，以使所述有机涂层 上的被加热部分显色或变色，从而在所述物体表面上形成所需的标识信息。
[0024] 优选地，所述有机涂层为透明的有色或无色油墨涂层，且在被加热之后，所述被加 热部分能够显示或变成黑色、红色、蓝色、黄色、绿色、紫色、橙色或其组合的颜色。
[0025] 优选地，所述有机涂层为白色涂层、黑色涂层、蓝色涂层、绿色涂层、红色涂层、黄 色涂层或其组合中的一种。
[0026] 优选地，所述有机涂层在被加热至11(TC -350°c下发生显色或变色，且显色或变 色后颜色不会在再次加热的情况下发生二次显色或变色。
[0027] 优选地，所述低功率激光加热装置为功率为0. l-20w的低功率激光打标机。
[0028] 优选地，所述标识信息包括图案、文字、条码或其组合。
[0029] 优选地，所述方法还包括：在待加工物体表面的不同位置形成多个所述有机涂层， 且在经低功率激光赋码过程中通过对所述不同的有机涂层的施加不同的温度而使不同的 有机涂层呈现不同的颜色，由此形成在所述代加工物体表面上形成并排的多个标识信息组 合。
[0030] 优选地，所述方法还包括：在待加工物体表面的同一位置依次形成多个有机涂层， 然后通过在低功率激光赋码过程中对各个有机涂层施加不同的温度而使其各自呈现不同 的颜色，由此形成层叠的多个标识信息组合。
[0031] 优选地，所述方法还包括：在所述有机涂层发生显色或变色之后，通过采用低功率 激光施加装置使有机涂层的未受热部分发生显色或变色以产生所需要的其他标识信息。
[0032] 在另一方面，本发明提供一种低功率激光快速赋码系统，所述低功率激光快速赋 码系统包括：
[0033] 涂层施加装置，所述涂层施加装置能够在待加工物体表面上施加受热显色或变色 的有机涂层；
[0034] 低功率激光施加装置，所述低功率激光施加装置对待加工物体表面上的有机涂层 用于赋码的部分进行加热，使得所述有机涂层的被加热部分显色或变色，从而形成标识信 肩、。
[0035] 优选地，所述低功率激光施加装置在所述有机涂层上产生110°C -350°c的温度以 使所述有机涂层显色或变色。
[0036] 优选地，所述光加热装置为功率为0. l-20w的低功率激光打标机。
[0037] 优选地，所述低功率激光打标机包括：计算机控制系统，所述计算机控制系统用于 控制激光束的移动；和低功