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

本发明专利技术涉及瓶盖技术领域，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。本发明专利技术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，本发明专利技术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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤激光标识瓶盖的方法及采用该方法制成的瓶盖
本专利技术涉及瓶盖
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术构思如下：本专利技术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，本专利技术人基于上述原因，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，本专利技术采取的技术方案为：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、高密度聚乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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950~1100nm、1460~1530nm、1530~1565nm或1565~1610nm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...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈金培，
申请(专利权)人：金富科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44