近年來(lái)，隨著一系列食品安全事件的發(fā)生，食品安全問(wèn)題越來(lái)越受到人們關(guān)注，并一度成為百姓談之色變的話題。出現(xiàn)食品安全問(wèn)題的原因很多，有一部分是因?yàn)槭称钒b上的油墨噴碼造成的，這不僅會(huì)產(chǎn)生污染，危害人們的身體健康;還會(huì)因?yàn)橐淄扛亩鴮?dǎo)致制假售假問(wèn)題。
針對(duì)以上問(wèn)題，目前越來(lái)越多的食品生產(chǎn)商開(kāi)始在包裝上采用激光噴碼技術(shù)來(lái)替代傳統(tǒng)的油墨噴碼。利用激光對(duì)食品包裝進(jìn)行標(biāo)記，不僅快速清晰，且標(biāo)記信息永久不可擦除，徹底杜絕了人為涂改標(biāo)識(shí)信息的隱患，無(wú)疑為食品安全添加了又一重保障。此外激光噴碼設(shè)備無(wú)耗材、免維護(hù)、設(shè)備使用周期長(zhǎng)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)性考慮更有利于企業(yè)的投資回報(bào)。
激光打碼技術(shù)
激光打標(biāo)技術(shù)是用激光束在各種不同的物質(zhì)表面打上永久的標(biāo)記。打標(biāo)的效應(yīng)是通過(guò)表層物質(zhì)的蒸發(fā)露出深層物質(zhì)，或者是通過(guò)光能導(dǎo)致表層物質(zhì)的化學(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)，顯出所需刻蝕的圖案、文字。目前主要有“熱加工”和“冷加工”兩種打標(biāo)方式：
“熱加工”具有較高能量密度的激光束(它是集中的能量流)，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(或涂層)溫度上升，產(chǎn)生變態(tài)、熔融、燒蝕、蒸發(fā)等現(xiàn)象。
“冷加工”具有很高負(fù)荷能量的(紫外)光子，能夠打斷材料(特別是有機(jī)材料)或周圍介質(zhì)內(nèi)的化學(xué)鍵，至使材料發(fā)生非熱過(guò)程破壞。這種冷加工在激光標(biāo)記加工中具有特殊的意義，因?yàn)樗皇菬釤g，而是不產(chǎn)生"熱損傷" 副作用的、打斷化學(xué)鍵的冷剝離，因而對(duì)被加工表面的里層和附近區(qū)域不產(chǎn)生加熱或熱變形等作用。
激光器實(shí)質(zhì)是一種將電能轉(zhuǎn)化為光能的裝置，壽命可長(zhǎng)達(dá)數(shù)十萬(wàn)小時(shí)，無(wú)需消耗任何輔料或者耗材。相對(duì)于油墨噴碼機(jī)，幾乎是無(wú)耗材免維護(hù)的設(shè)備。經(jīng)過(guò)聚焦之后的光斑通常在0.03mm~0.1mm，因此可以標(biāo)記出極細(xì)的字符或者圖案。比如光纖打標(biāo)機(jī)標(biāo)刻最小字符達(dá)到0.2mm。無(wú)論是采用“熱加工”還是“冷加工”工藝，激光打標(biāo)本質(zhì)上是一種破壞性“去除”加工，一旦對(duì)材料進(jìn)行了“去除”加工即無(wú)法再恢復(fù)，不像油墨是“增量”式加工，可以被人為擦拭掉。此外，油墨因含有鉛等重金屬有毒元素，在食品藥品等行業(yè)是使用大忌，而激光加工則不帶來(lái)任何物質(zhì)，不會(huì)產(chǎn)生有害元素，屬于無(wú)毒且近乎零排放的加工設(shè)備。
選擇合適的激光噴碼機(jī)
激光器、振鏡、控制器是激光噴碼設(shè)備的核心三大件。
由于激光器的種類繁多，食品包裝所用的材料也很多，不同激光在不同材料上會(huì)表現(xiàn)出不同的標(biāo)刻效果。因此，選擇一臺(tái)合適的激光噴碼機(jī)，對(duì)食品生產(chǎn)企業(yè)至關(guān)重要。目前在激光噴碼行業(yè)應(yīng)用較多的有CO2激光噴碼機(jī)以及光纖激光噴碼機(jī)，區(qū)別主要是激光器的不同。
CO2激光器輸出激光波長(zhǎng)為9.3~10.6微米，功率從10W到60W不等，主要用于非金屬打標(biāo)。光纖激光器輸出激光波長(zhǎng)為1064納米，功率從10W到50W不等，主要用于金屬或部分塑料材料打標(biāo)。
此外，目前綠激光打標(biāo)和紫外打標(biāo)正逐漸興起，在某些材料上可以得到更好的標(biāo)記效果。下面介紹幾種典型的應(yīng)用供參考：
◆ 礦泉水瓶打標(biāo)
塑料瓶打標(biāo)為“熱加工”工藝。礦泉水瓶或者食用油瓶身材料主要為PET，采用CO2激光打標(biāo)可以得到較好的標(biāo)記效果。此外，不同波段激光器可以打出不同的效果。如果瓶身材料較厚，可采用10.6微米波長(zhǎng)的CO2激光器，打出比較通透的字體。如果瓶身材料較薄，可采用9.3微米的激光器，打出比較白的字體效果。由于PET材料對(duì)CO2 激光的吸收較好，采用30W
激光器即可輕松打上痕跡，生產(chǎn)效率可達(dá)到40,000瓶/小時(shí)。
◆ 紙盒打標(biāo)
紙盒打標(biāo)也為“熱加工”工藝。紙盒根據(jù)顏色可分為兩種，深色紙盒可采用光纖或者CO2激光進(jìn)行打標(biāo)，淺色紙盒則只能用CO2激光進(jìn)行打標(biāo)。由于淺色(白色)紙質(zhì)材料對(duì)光纖的吸收較差，光纖激光很難在白紙上打出痕跡，即使打出來(lái)速度也不快，效果也不會(huì)好。采用CO2激光加工主要是利用CO2的熱能對(duì)紙質(zhì)材料進(jìn)行碳化處理，形成深色痕跡和圖案。而深色(黑色)材料對(duì)光纖激光吸收較好，深色紙盒由于表層為黑色涂層，內(nèi)部為白色或者淺色紙張，采用光纖對(duì)黑色表層進(jìn)行打標(biāo)去除，露出里層淺色痕跡形成圖案。
◆ 塑料包裝袋打標(biāo)
塑料包裝袋或者盒子的材料種類較多，有PET、PC、HDPE、PE、PP、ABS和PBT等。通常如果包裝袋較厚均可用CO2激光進(jìn)行打標(biāo)，CO2激光打標(biāo)的不良反應(yīng)是熱量較高，容易灼穿袋子或者使包裝袋局部變形影響外觀。如果包裝袋子需打標(biāo)的地方顏色較深，可采用光纖激光進(jìn)行打標(biāo)，原理同深色紙盒打標(biāo)。如果包裝袋子比較薄，打標(biāo)位置顏色又較淺，則采用紫外(UV)激光打標(biāo)可能是更好的選擇。此外，部分材料如HDPE、PE、PP
等白色材料對(duì)光纖激光不吸收，采用CO2 激光則容易灼傷，采用綠光或者紫外激光是比較好的打標(biāo)方式。
礦泉水瓶瓶身材料主要為PET，采用CO2激光打標(biāo)可以得到較好的標(biāo)記效果。
除了上述的不同材料需選擇不同的激光器進(jìn)行加工，食品廠家還需要根據(jù)自己的產(chǎn)線產(chǎn)能來(lái)進(jìn)行激光噴碼設(shè)備配置。目前國(guó)內(nèi)激光噴碼設(shè)備生產(chǎn)廠家較多，產(chǎn)品品質(zhì)也良莠不齊。如果客戶盲目選擇一臺(tái)便宜的激光噴碼設(shè)備，很可能貪小便宜而吃大虧。因?yàn)槌思す馄?，激光噴碼設(shè)備還有一個(gè)重要的組成部分是打標(biāo)頭，激光行業(yè)內(nèi)專業(yè)的術(shù)語(yǔ)叫振鏡頭。打標(biāo)頭是一個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊，由一對(duì)響應(yīng)極快速的電機(jī)帶動(dòng)兩片反射鏡片進(jìn)行激光的軌跡控制。打標(biāo)頭的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性對(duì)激光噴碼設(shè)備的生產(chǎn)效率和穩(wěn)定性起到了關(guān)鍵作用。
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