Brevet FR2007339A1 — publié le 19700109

La difficulté qui se présente lors de l'obtention de marques distinctives sur des pièces transparentes utilisées dans les instruments optiques, par exemple sur des verres de lunettes, réside en le fait que les marques pratiquées dans la 5 surface de la pièce apportent line gêne lors de l'utilisation de ces instruments. On y a remédié jusqu'à présent en gravant les pièces transparentes de ce genre tout-à-fait au bord. L'inconvénient qui en résulte est que la marque distinctive, dont la position 10 n'est pas exactement définie, est difficile à découvrir. Sur des verres de lunettes, il arrive en outre très souvent que la marque disparaisse complètement au cours du montage des verres dans la monture. Pour cette raison, on a recherché un moyen pour 15 exécuter une marque distinctive qui ne soit plus gênante lors de l'utilisation des instruments optiques et qui puisse être en une position bien définie sur la pièce, de préférence au centre de celle-ci. Il doit s'agir dans ce cas d'une marque dite "invisible", c'est-à-dire d'une marque qui n'est pas per-20 ceptible normalement et ne gêne donc pas l'utilisation, mais qui peut être rendue apparente par des manipulations particulières et simples. Un moyen connu pour obtenir une telle marque "invisible" consiste à faire appel à la gravure à l'eau-forte. Un 25 tampon enduit de mordant est appliqué sur la pièce transparente. Il faut veiller à ce que la marque ne soit gravée qu'à une faible profondeur de façon à n'être pas visible par une observation normale. Lorsqu'on squffle ensuite sur la pièce, il se forme une condensation différente de 1'haleine aux emplacements 30 gravés et à ceux qui ne le sont pas, dont les surfaces externes ne se trouvent pas dans les mêmes conditions. La marque précédemment invisible devient alors de nouveau lisible. L'inconvénient fondamental de ce procédé connu réside en ce que la marque faiblement gravée disparaît au bout d'un 35 certain nombre de nettoyages pouvant être considérés comme de légers polissages de la surface. La présente invention s'est fixé pour objectif de découvrir un procédé pour obtenir une marque distinctive sur des pièces transparentes, dont la mise en oeuvre est rapide 40 et économique et qui produit une marque distinctive, invisible 69 06896 2 2007339 lors d'une observation normale de la pièce mais pouvant être rendue apparente par des moyens simples, marque durable et qui offre une protection efficace contre les falsifications. Le procédé nouveau pour l'obtention d'une marque 5 distinctive sur des pièces transparentes est caractérisé en ce que la pièce est soumise, le long des lignes de cette marque distinctive, à un rayonnement qui cède la plus grande partie de son énergie au matériau à l'intérieur d'une couche située dans le coeur de la pièce, en y créant par échauffement une 10 modification de la matière. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le rayonnement est engendré par des électrons accélérés, qui produisent dans le coeur de la pièce des tensions locales, susceptibles d'être rendues visibles par la biréfringence en 15 lumière polarisée. Il est particulièrement avantageux de déplacer à cet effet un faisceau de particules électrisées focalisé linéairement au-dessus d'un masque disposé entre la source de radiations et la pièce, et interrompu le long des lignes de la marque distinctive. Il est toutefois possible également de diri-20 ger un faisceau de particules électrisées focalisé ponctuellement le long des ligotes de la marque distinctive. A chaque faisceau de particules électrisées peut correspondre une profondeur de pénétration définie dans le matériau solide. Cette profondeur de pénétration est définie par 25 le fait que la probabilité d'apparition à cette profondeur d'électrons possédant la vitesse d'impact vQ est divisée par e_. Les électrons rencontrant le matériau solide sont dispersés par collisions avec les molécules du matériau en cédant leur énergie cinétique sous forme d'énergie calorifique. Cette dissipa-30 tion de chaleur n'a lieu pratiquement que pour les électrons se trouvant au-dessous de la surface externe de la pièce à une profondeur qui est définie essentiellement par la profondeur de pénétration. Le pourcentage de cession de chaleur dans la surface externe n'est que très faible, si bien qu'il se produit des 35 modifications de texture à l'intérieur du matériau avant que la surface externe ne subisse de modification quelconque. Si l'on utilise un faisceau de particules électrisées avec une tension d'accélération de 100 KV par exemple, la profondeur de pénétration, qui dépend principalement de la densité 40 du matériau et du carré de la tension d'accélération,, est d'en- 69 06896 3 2007339 viron 10 à 15 microns. Les particules pénétrant dans la pièce transparente n'échauffent qu'extrêmement peu la surface externe et cet échauffement reste en tout cas au-dessous du point de transformation. A l'intérieur de la pièce, à. savoir dans une 5 couche dense située directement au-dessous de la surface externe, les électrons cèdent au matériau une fraction si grande de leur énergie qu'il se produit à l'intérieur de cette couche un échauffement du matériau provoquant une modification permanente de ce dernier. Cet échauffement du matériau s'accompagne 10 de tensions internes limitées localement, qui peuvent être rendues apparentes par la biréfringence en lumière polarisée. Il ressort de ce qui précède que l'irradiation d'une pièce transparente par des électrons accélérés donné naissance à une marque distinctive se trouvant seulement à l'intérieur 15 de la pièce et normalement invisible, qui ne gêne pas lors de l'utilisation de la pièce, mais peut être rendue apparente par des moyens simples. Ainsi qu'il a été déjà signalé, ces moyens consistent à utiliser une lumière polarisée. Cette marque distinctive "invisible" peut donc être 20 appliquée à l'intérieur d'une zone de la pièce, où une marque gravée en creux ou à l'eau-forte gênerait l'utilisateur. Il est particulièrement avantageux de marquer des verres de lunettes par ce procédé nouveau. Ces verres peuvent être munis en leur centre de la marque "invisible", qui rend pratiquement impossi-25 ble toute falsification et ne peut pas être enlevée par un nettoyage ou un polissage de la pièce puisqu'elle se trouve au-dessous de la surface externe. Les modifications intervenant dans le matériau au-dessous de sa surface externe se sont avérées stables dans le temps. 30 Le procédé selon l'invention pour l'exécution de la marque distinctive n'entraîne aucune altération superficielle de la pièce transparente pouvant être décelée, même au microscope électronique ou par des prises de vues avec une optique polarisante. 35 Dans un autre mode de mise en oeuvre du nouveau procédé, la marque distinctive peut être obtenue au moyen de lumière produite par un laser. Cette lumière présente une intensité très élevée et peut produire une marque au-dessous de la surface externe de la pièce, par exemple en traversant un 40 masque. De même, cette marque peut être vue en lumière polarisée. 69 06696 4 2007339 L'utilisation de lumière pour produire la marque distinctive est particulièrement conseillée lorsqu'il s'agit d'un matériau teinté dans la masse. Pour exécuter la marque distinctive "invisible", 5 on peut en principe utiliser aussi bien des radiations électromagnétiques ayant d'autres longueurs d'onde, parïni lesquelles on peut citer notamment les rayons X. En dehors des électrons accélérés sus-mentionnés, on peut produire la marque distinctive au moyen d'un autre rayonnement de particules. De façon 10 tout-à-fait générale, on peut dire que la marque distinctive "invisible" peut être produite à l'aide d'un rayonnement corpusculaire. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien com-15 prendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente schématiquement un appareillage pour l'exécution de la marque distinctive à l'aide de faisceaux de particules électrisées. La figure 2 représente en perspective une partie de 20 l'appareillage selon la figure 1. La figure 3 est une vue en perspective de la pièce et du masque disposé au-dessus de celle-ci en cas d'utilisation de lumière. La figure 4 représente schématiquement un appareil-25 lage destiné à rendre apparente la marque distinctive "invisible" . A la figure 1, la référence 1 désigne une source de particules électrisées. Le faisceau d'électrons émis par cette source traverse un diaphragme tubulaire 2 avant de pénétrer dans 30 une lentille cylindrique 3, qui focalise linéairement le faisceau d'électrons dans le plan d'un masque 4. Celui-ci est formé d'une tôle de tungstène, dans laquelle est fraisée en vraie grandeur la marque distinctive. Un système de déviation est intercalé entre la lentille 3 et le masque 4.. 35 Le fond du boîtier est muni d'un joint d'étanchéité 6. Les pièces 8 devant être marquées sont installées sur une plaque 7- Ces pièces sont, par exemple, des verres de lunettes. La plaque 7 peut tourner et être déplacée en hauteur comme l'indique la flèche 9• 40 L'enceinte 11 est obturée de manière étanche au vide 69 06896 5 2007339 par une soupape à vide poussé 10. Le fonctionnement de l'appareillage représenté à la figure 1 est le suivant : La soupape 10 étant fermée, on établit d'abord le 5 vide à l'aide des pompes 12 et 13, tant dans la chambre de production du faisceau que dans l'enceinte 11. On met ensuite l'appareillage sous tension, en maintenant encore arrêté le système produisant les rayons. On fait alors tourner la plaque 7 jusqu'à ce que 10 l'une des pièces 8 devant être marquée se trouve centrée par rapport au joint d'étanchéité 6, puis on déplace la plaque 7 vers le haut de façon que la pièce 8 soit énergiquement appliquée sur le joint d'étanchéité 6 et que l'espace délimité par la soupape 10, le joint 6 et la pièce 8 soit obturé de manière 15 suffisamment hermétique vis-à-vis de la pression extérieure. On ouvre ensuite la soupape 10 et on libère le faisceau d'électrons. Les électrons partant de la source 1 sont focalisés linéairement dans le plan du masque 4 à l'aide de la lentille cylindrique 3, comme le montre en particulier la 20 figure 2. Au moyen du système de déviation 5» on déplace alors le faisceau de particules électrisées 14 au-dessus du masque 4, de sorte que les électrons frappent la pièce 8 le long des lignes de la marque distinctive à exécuter. A la manière susmentionnée, une marque distinctive "invisible" est ainsi pro-25 duite à l'intérieur de la pièce 8. Après la fin de cette opération, le faisceau de particules électrisées 14 est ramené à sa position de départ, la soupape 10 fermée, le faisceau de particules 14 arrêté et la « plaque 7 déplacée vers le bas et orientée de façon qu'une nou-30 velle pièce 8 se trouve au-dessous du joint 6. Cette nouvelle pièce est ensuite marquée de la même manière que ci-dessus. Dans l'exemple représenté, la vitesse de balayage du faisceau de particules électrisées 14 est choisie de telle façon qu'un élément de surface d'environ 100 microns de diamètre 35 soit touché pendant un intervalle de temps de quelques microsecondes. La densité d'énergie du faisceau de particules électrisées 14 est de l'ordre de 10"^ à 5 « 10~^Ws/cm^. Le faisceau de particules électrisées 14 peut être dirigé une ou plusieurs fois sur le masque 4, un passage répété 40 rendant la marque distinctive plus nettement visible. 69 06896 2007339 La figure 3 montre pareillement la pièce transparente 8, au-dessus de laquelle est disposé le masque 4. Bans l'exemple représenté, ce masque est éclairé à l'aide d'un faisceau lumineux 15 produit par un laser. L'agencement est choisi de 5 façon que les impulsions fournies par le laser ne soient chacune que de courte durée et couvrent de préférence en une seule fois la zone du masque 4 portant la marque distinctive. La figure 4 représente un appareillage destiné à rendre visible la marque distinctive exécutée à l'aide de l'un 10 des appareillages selon la figure 1 ou la figure 3» Cet appareillage se compose d'une source lumineuse 16, d'un condenseur 1?î de deux filtres de polarisation croisés 18, 19 et d'une loupe 20. t Après introduction de la pièce marquée 8 entre les 15 filtres de polarisation 18 et 19, l'observateur 21 aperçoit la marque distinctive nettement éclairée sur fond sombre. En déplaçant la pièce 8, on voit une inscription brillante et lumineuse, qui apparaît différemment claire et sombre et peut être par conséquent aisément perçue. 20 Le procédé selon l'invention convient en particulier à l'application de marques distinctives sur des verres de lunettes. La marque est exécutée au centre du verre et peut donc être facilement retrouvée à tout moment, même après la mise en place du verre dans la monture de lunettes. Cette marque ne 25 disparaît pas lors du nettoyage du verre et n'est pas enlevée au cours du montage du verre dans la monture. Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents 30 sans que l'on sorte pour cela du cadre de la présénte invention. 69 06896 7 2007339 ' REVENDICATIONS 1. Procédé pour obtenir une marque distinctive sur des pièces transparentes, caractérisé en ce que la pièce est soumise, le Ions des lignes de cette marque distinctive, à un 5 rayonnement qui cède la plus grande partie de son énergie au matériau à l'intérieur d'une couche située dans le coeur de la pièce, en y créant par échauffement une modification du matériau. 2. Procédé seloh la revendication 1, caractérisé 10 en ce que le rayonnement est constitué par des électrons accélérés, qui produisent dans le coeur de la pièce des tensions locales, susceptibles d'être rendues visibles par la biréfringence en lumière polarisée. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé 15 en ce qu'un faisceau de particules électrisées, focalisé linéairement, est déplacé au-dessus d'un masque, disposé entre la source de radiations et la pièce, et interrompu le long des lignes de la marque distinctive. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé 20 en-ce qu'un faisceau de particules électrisées focalisé ponctuellement est déplacé le long des lignes de la marque distinctive ." 5. Procédé selon l'une des revendications 2 et 3 ou 4, caractérisé en ce que le faisceau de particules électrisées 25 est dirigé plusieurs fois au-dessus de la zone de la marque distinctive. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rayonnement est constitué par la lumière produite au moyen d'un laser et engendrant à l'intérieur de la pièce 30 des tensions locales, qui peuvent être rendues visibles par la biréfringence en lumière polarisée. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par son application au marquage d'un matériau teinté dans la masse. 35 8. Procédé selon la revendication 1 et une ou plu sieurs des revendications suivantes, caractérisé par son application pour l'exécution d'une marque distinctive au centre d'un verre de limettes. 9. Appareillage pour détecter la marque distinctive 40 exécutée par le procédé selon la revendication 1 et une ou 69 06896 8 2007339 plusieurs des suivantes, caractérisé par une source lumineuse pour éclairer par transparence la pièce, par deux filtres de polarisation croisés entre lesquels est disposée la pièce, ainsi que par une loupe pour l'observation de la pièce.