防偽包裝技術(shù)之彩色打標(biāo)

1、在某些情況下，正確操作某些二極管泵浦 Nd:YAG 和Nd:YVO4 固體激光器的輸出對(duì)基材進(jìn)行打標(biāo)，能使今天的激光用戶在各種不同的塑料及金屬材料表面通過(guò)打1標(biāo)獲得清晰，具有高對(duì)比度的黑白或彩色印記。塑料打標(biāo)使用這些激光器用于塑料打標(biāo)應(yīng)用已經(jīng)成為被工業(yè)各2部門廣泛接受。近年來(lái)的激光器銷售主要同噴墨技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)，在系統(tǒng)銷售總量方面獲得了相當(dāng)?shù)姆蓊~，而且跡象表明市場(chǎng)份額將繼續(xù)擴(kuò)張。這一成功的原因來(lái)自3許多方面，包括擁有成本的減少，這包括墨盒成本，儲(chǔ)存及廢棄帶來(lái)的成本，另外使標(biāo)記持久性及一致性得到提升。4跟墨水沉積技術(shù)以及那些通過(guò)應(yīng)用彩色粉末或薄膜的技術(shù)不同的是，Nd:YAG 或 Nd:YVO4 激光器

2、使塑料顏色改變這一典型物理效果同聚合體在氧環(huán)境中發(fā)生熱分5解（高溫分解）反應(yīng)有關(guān)。使用的技術(shù)，依賴于基層的結(jié)構(gòu)，以及最后所需達(dá)到的效果，因而可能因具體應(yīng)用的不同而有所區(qū)別。在6直接炭化應(yīng)用（聚合物的熱分解產(chǎn)生深色標(biāo)記）中，通過(guò)使用高頻設(shè)置獲得高平均功率；在被稱為泡沫的應(yīng)用中通過(guò)低頻設(shè)置獲得高峰值功率脈沖，使融化的7聚合物重新凝固后形成可見(jiàn)的凸起標(biāo)記；在被稱為平滑冷打標(biāo)應(yīng)用（見(jiàn)圖 1）中，使表面下的氧化鈦層發(fā)生光致還原反應(yīng)。8圖 1：在白色塑料牛耳標(biāo)上的打標(biāo)印記被認(rèn)為是能激光打標(biāo)的（可產(chǎn)生有對(duì)比度圖案或文字）聚合物是那些能夠吸收激光的波長(zhǎng)并將光轉(zhuǎn)化為熱能9的材料。不幸的是，大部分聚合物對(duì)傳統(tǒng)商用

3、激光器發(fā)出的光束都或多或少透明這意味著激光光束穿透材料而不被吸收。但是，對(duì)塑料進(jìn)行激光打標(biāo)是一項(xiàng)令10人期待已久的應(yīng)用，因而塑料配方設(shè)計(jì)師和母料供應(yīng)商們?nèi)缃耖_(kāi)發(fā)出了許多化學(xué)反應(yīng)，允許激光束同聚合物發(fā)生有效的反應(yīng)，而材料本身的物理特性不會(huì)在反11應(yīng)之后發(fā)生改變。圖 2 顯示出聚合物中的色素及氧化物如何提高紅外到紫外區(qū)域不同波長(zhǎng)激光束的吸收率，從而得到最適合用于激光打標(biāo)的塑料。12圖 2：加入色素后的吸收率在大多數(shù)情況下，這種方法都能帶來(lái)具有良好對(duì)比度及銳度的打標(biāo)效果。有種說(shuō)法是，沒(méi)有任何一種添加13劑能解決所有的打標(biāo)需求，例如在亮背景上打出深色標(biāo)記或正好相反。同樣值得一提的是，即使使用了色素添加

4、劑，也不可能在單一的聚合物上產(chǎn)生不同的色14彩，因而最終的打標(biāo)效果通常保持單色，只可能有顏色深淺的區(qū)別。雖然受到這種限制，但一種有趣的基于獲得介于黑白15之間不同程度灰色調(diào)的應(yīng)用，正被采用對(duì)聚碳酸酯材質(zhì)的 ID 卡進(jìn)行打標(biāo)。在這種情況下，不同等級(jí)的灰色能通過(guò)以像素為單位精確調(diào)整激光器的參數(shù)例如脈沖16能量及脈沖持續(xù)時(shí)間來(lái)獲得。這是一項(xiàng)快速發(fā)展的技術(shù)，因?yàn)榧す獯驑?biāo)能帶來(lái)高度的安全性和防偽效果。金屬的彩色打標(biāo)17不同于塑料的是，對(duì)金屬進(jìn)行打標(biāo)能通過(guò)激光束能量來(lái)改變表層材料的顏色，獲得一種真實(shí)的裝飾效果。這一效果能夠在作陽(yáng)極電鍍后的表面及未被處理的表18面獲得。第一個(gè)例子當(dāng)中，在氧化層中發(fā)生了薄膜干

5、涉因而得到彩色的效果，這一氧化層沉積在陽(yáng)極電鍍后得到的光潔表面上。19圖 3：金屬盤上的彩色標(biāo)記控制激光脈沖參數(shù)能產(chǎn)生不同厚度的新氧化層，從而產(chǎn)生不同的色彩（見(jiàn)圖 4）。以這種方式，能獲得不超20過(guò) 2 到 3 種完全不同的色彩。圖 4：通過(guò)控制氧化程度，進(jìn)行金屬的彩色打標(biāo)圖 5：通過(guò)使用 Nd:YVO4 激光器在不銹鋼原材料表面獲21得的一些色彩圖 6：經(jīng)陽(yáng)極電鍍處理后的光滑金屬表面得到的裝飾元素22相比之下，在金屬原材料表面能夠產(chǎn)生各種色彩，這使 Nd:YAG 和 Nd:YVO4 激光器的使用成為了一種真正的裝飾工具（見(jiàn)圖 5）。在本例當(dāng)中，之所以能產(chǎn)生不同23的顏色，同使用多條激光路徑作用于同一區(qū)域并設(shè)置不同激光參數(shù)，從而獲得表面衍射格柵有關(guān)。用于此類應(yīng)用的激光器必須能夠進(jìn)行廣泛的頻率范圍，速度，24功率，間距設(shè)置，焦距等等方面的設(shè)置。這一新的打標(biāo)技術(shù)帶來(lái)了在珠寶及徽章制造等裝飾性領(lǐng)域應(yīng)用的可能性（見(jiàn)圖 6）。同其他技術(shù)不同的是，25在這些場(chǎng)合用激光彩色打標(biāo)，是完全不會(huì)褪色且沒(méi)有生物排異反應(yīng)的，因而能夠被用于隱蔽處及三維表面的打標(biāo)。26結(jié)論：使用 DPSSNd:YAG 和 Nd:YVO4 激光器生成具對(duì)比度的彩色標(biāo)記是一種可行的選擇，可廣泛用于需要靈活性