[發明專利]激光打標方法和激光打標系統

有效

• 申請號: 201080041640.7
• 申請日: 2010-09-23
• 公開（公告）號: CN102497992A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 阿布卡西姆·舒爾瓦茨;塞西莉亞·伯耶松
• 申請（專利權）人: 利樂拉瓦爾集團及財務有限公司
• 主分類號: B41M5/26
• 分類號: B41M5/26;B41J2/44
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 李獻忠

技術領域

本發明涉及激光打標方法和激光打標系統。

背景技術

用字母數字編號或代號、二維條碼、標志、文字、圖片等對諸如包裝材料等基板進行打標有不同的方式。其中一種方式是用激光技術；也就是用激光和激光感應的(laser?sensitive)墨、涂料或顏料。在下文中這樣的技術稱作“激光打標”。

已公布的文件SE?0800601介紹了在具有核心紙層或紙板的包裝材料上的激光打標。

激光感應的墨或涂料，在下文中稱作“墨”，是由激光吸收劑和成色劑混合而成的。當暴露在激光下時，墨中的激光吸收劑吸收光子能量并且產生熱量，熱量使成色劑改變顏色。

像包裝材料這樣的基板上可以設置激光感應區，即設置有這種激光感應的墨、涂料或顏料的區域，然后打標設備通過激光給包裝材料的每個部位打上獨特的印記或標志和/或可以立即改變的印記。

優選地，這種打標機或打標設備需要能夠執行高速地且高分辨率地打印。如今的灌裝機使包裝材料基材以每秒1.2米的速度運行。

目前市場上出現了不同的激光打標系統。然而，這些設備速度太慢或分辨率太低。為了在高分辨率下高速打標，激光二極管陣列似乎是最好的選擇。不過，目前在市場上的激光二極管陣列是有效功率低于或在0.5瓦左右的低能量激光。這些已經被證明是不能滿足需要的。人們已經意識到在高于一米每秒的速度下這樣的功率已經不足以打標了。

進而，除了激光二極管陣列，激光設備還需要反光(reflection)裝置，比如高速掃描器(Galvanometer?scan)。這個設備也會限制打標速度和分辨率。目前，含有高速掃描器的設備不適用于在每秒1.2米的高速度下打標。

如今沒有任何高能量激光二極管陣列(有效功率在0.5瓦以上的激光)可以在市場上買到。激光二極管陣列可以變成高能激光，但是由于二極管在單片陣列中不能彼此充分靠近地安裝，導致其只能提供低分辨率。另一個問題是激光的冷卻裝置問題。

發明內容

因此本發明的目的是提供一種在有激光感應區域的基板上進行激光打標的方法。所述激光感應區域能用低能量激光在閾值能量水平激活。本方法提供了一種能在高速高分辨率的情況下打標的可能。本方法包括通過供能元件輻射整個激光感應區域給激光感應區域供能，并且將所述激光感應區域的一部分暴露在所述激光輻射中的步驟，其中該供能元件配置成發射集中在特定波長的輻射，并且其中組合的(combined)輻射導致能量超過所述閾值能量水平，從而使得激光感應區域在組合的輻射出現的部分被激活。

本創造性方法會在權利要求2-8中進一步定義。

本發明也涉及到激光打標系統。

激光打標系統會在從屬權利要求10-16中進一步定義。

附圖說明

將參考附圖對實施方式進行更詳細的描述，

圖1是顯示根據本發明的能量水平的示意圖，并且

圖2是目前優選的實施方式的示意圖。

具體實施方式

開頭提到的激光感應的墨或涂料，在下文中指稱“墨”，通常是由激光吸收劑和成色劑混合而成的。當暴露在激光下時，墨中的光吸收劑吸收光子能量并且產生熱量，該熱量激發或激活成色劑改變其顏色。通過這種方法可以在基板上打標。

一些激光感應的墨是熱感應型的，通過熱量來激活，還有一些是波長感應型的，如果暴露在某些波長下其會被激活。在具體實施方式的說明中會用到詞語“輻射”，并且應理解該詞語同時包含熱輻射形式的輻射和特定波長輻射形式的輻射，這取決于提供輻射的源。

激活墨，也就是使墨改變顏色，需要一定數量的能量。圖1中，顯示了給基板的激光感應區域提供能量的基本原理。優選地，基板還包含不感應激光輻射的區域，這樣激光標志可以打在基板的特定的和預定的區域上。在閾值水平T時顏色會開始發生變化。例如高速灌裝機在達到大約1.2米每秒的速度下運行包裝材料基材時，就會發現用如今的低能量激光很難提供必要的能量。

本發明中解決該問題的方法是通過供能元件輻射給激光感應區域供能(energize)，并將所述激光感應區域暴露在激光輻射下的步驟解決的。輻射的組合導致能量通過所述閾值能量水平T，這樣發生組合輻射的激光感應區域就會被激活。

圖1中所示的實施方式中，激光感應區域預供能至少于閾值能量水平T的能量水平。這意味著激光感應的墨“預裝載”了必要能量的主要部分。然而，整個感應區域將被供能，而不僅僅是被標志的點。因此最好不要全程提供達到閾值水平T的能量，而要與該水平保持差距。