Brevet FR2580233A1 — publié le 19861017

L'invention a pour objet un procédé dont La mise en oeuvre permet de rendre sensible à un rayon Laser une matière plastique d'un type quelconque et, par conséquent, qui permet de marquer ensuite cette matière plastique au moyen d'un laser en y faisant un marquage indélébile suffisamment précis et contrasté pour être lisibLe par les appareiLs à lecture optique. Le marquage des matières plastiques à des fins diverses est un problème général qui a reçu diverses solutions satis- faisantes dans des cas particuliers. Cependant, dès que L'on exige que le marquage résiste à des conditions sévères de durée, et surtout d'abrasion, peu de solutions sont accepta- bLes. Si on ajoute, en pLus la contrainte d'une précision définie du marquage, de la conservation dans Le temps de cette précision et de la possibilité de lire à distance la marque faite, après plusieurs années d'exposition à un milieu peu favorable, plutôt abrasif, aucune solution connue ne convient. La précision et la résistance du marquage ne sont pas seulement des qualités appréciables d'une façon générale. Elles deviennent des exigences absolues quand la marque faite consiste en un code à barres dont la raison d'être est de pouvoir être lisible par les appareils à lecture optique. Une telle lecture automatique par un appareiL n'est possible que lorsque le marquage conserve dans le temps un contraste suf- fisant et surtout, quand les traits de largeurs diverses et définies des barres sont tracés avec une précision convenable qui s'exprime par une tolérance de 10 % de la largeur nominale, ce qui conduit à une précision absolue qui est de l'ordre de 1/100 mm. Bien entendu, le procédé de marquage doit aussi être rapide et économique. Le moyen connu et utilisé, Le meiLLeur sous ce double aspect, est le marquage au jet d'encre. Il n'est pas réellement satisfaisant pour Le marquage des matiè- res plastiques à cause d'une adhérence insuffisante de l'encre. On tente d'y remédier en se servant d'une encre agressive qui mord la matière plastique et s'y incruste. Mais ce moyen de marquage ne peut être employé pour les marques faites en code à barres qui doivent être lisibles par un appareil à lecture optique pendant plusieurs années; la raison en est que L'encre migre dans la matière plastique et que la préci- sion initiale de La largeur des traits n'est pas conservée si bien que les lectures automatiques faites par les appa- reiLs comportent un pourcentage éLevé d'erreurs de lecture. On sait, par ailleurs, que le laser permet de travailler avec une grande précision, mais la plupart des matières plastiques sont transparentes au rayon laser et sont,par conséquent, insensibles à son action. Le but principal de l'invention est de parvenir à un procédé qui permette de rendre sensible au rayon laser les matières plastiques transparentes à ce rayon, afin de pouvoir marquer ensuite ces mêmes matières d'une manière précise et indéLébile, par une opération rapide et économique. Toutefois, rendre les matières plastiques sensi- bles à l'action d'un laser n'est pas suffisant dans la plu- part des circonstances. En effet, beaucoup de matières pLas- tiques ont une composition qui a été adaptée exactement à des besoins particuliers, après de longs travaux d'essais et de mise au point. Par exemple, on sait que l'on utilise depuis longtemps des marques d'oreille pour l'identification des animaux, particulièrement des bovins. Ces marques ont d'abord été réalisées en métal, ce qui n'était pas très satisfaisant parce que le métal, trop dur et trop rigide, était la cause de blessures des animaux. On a réussi à réaliser des marques d'oreille en matière plastique qui donnent entière satisfac- tion, sous forme d'une plaquette ayant une épaisseur de 1,20 mm. Une telle plaquette est souple; elle doit aussi être résistante mécaniquement. Il a été reconnu que, pour les bovins, elle doit avoir une dureté de 60 Shore; mais pour les ovins, il a été constaté qu'une dureté plus élevée de 74 Shore, 258C233 qui ne convient pas pour les bovins, est nécessaire. En outre, une telLe plaquette ne doit pas être sujette aux attaques bactériologiques. Elle doit aussi avoir une bonne résistance à L'abrasion parce qu'eLLe est susceptible d'être portée par une vache pendant une durée moyenne de 8 années. Bien entendu, La matière pLastique qui constitue La plaquette doit permettre Le marquage que L'on a jamais su réaLiser jusqu'à présent qu'à L'aide d'encre déposée par impression ou par jet. Le marquage à L'encre, imprimé ou projeté, doit résister aussi à L'usure. IL existe une norme française n NF-T-54006 qui définit Les essais d'abrasion que le marquage doit supporter; une résistance à 1000 cycles de frottement est souhaitable. Le marquage à L'encre y satisfait difficilement. Mais, pour Les raisons déjà dites plus haut, le marquage à L'encre ne permet pas d'utiliser un code à barres pour identifier Les animaux. La matière pLastique qui satisfait aux exigences rappelées ci-dessus et qui.convient parfaitement en pratique est Le poLyuréthane auquel a été ajouté un additif de protec- tion contre Les attaques bactériologiques. Cette matière est complètement transparente au rayon Laser. IL est clair que, en la rendant sensible au rayon Laser, il ne faut pas lui faire perdre ses qualités, ou autre- ment dit, il est impératif de ne modifier aucunement ses propriétés afin qu'eLLe reste toujours parfaitement adaptée à son usage. Un but secondaire de L'invention est donc de parvenir à un procédé qui permette de rendre sensible au rayon Laser une matière pLastique ou une composition à base de matière plastique, sans aLtérer aucunement [es quaLités qu'eLLe a par aiLLeurs. SeLon le procédé de L'invention pour rendre une matière plastique sensible au rayon Laser, on y incorpore, de préférence quand eLLe est en particuLes, une substance 258023: opacifiante en quantité efficace pour rendre cette matière pLastique suffisamment opaque au rayon laser, à un degré qui permet Le marquage en surface par suite de la carbonisation que produit Le rayon Laser dans une couche superficieLLe de La matière pLastique. Toutefois, iL y a Lieu aussi de tenir compte de ce que toutes Les substances opacifiantes ne sont pas neutres vis à vis de La couleur désirée de La matière plastique et, en outre, qu'eLles ne donnent pas toutes un marquage coloré ayant la même teinte. Pour reprendre L'exempLe des marques d'oreiLLe -pour Les animaux, il existe en France une régLementation qui fixe une couLeur différente des pLaquettes en matière plas- tique dans chacun des départements français. Un autre but supplémentaire de L'invention est de parvenir à un procédé qui rende une matière pLastique sensi- bLe au rayon Laser sans en modifier La teinte initiaLe et qui permette un marquage ayant une teinte noire ou, au moins, une teinte très foncée, créant un bon contraste avec toute couLeur initiaLe de base. Selon L'invention, on utiLise de préférence une substance opacifiante choisie parmi tes suivantes: iodure de pLomb, carbonate de plomb, suLfure de plomb, oxyde de titane isocyanate, antimoine, tous méLanges de ces substances, et les corps qui Leur sont apparentés. L'oxyde de titane a une Légère tendance à modi- fier La teinte de base de La matière pLastique en La rendant plus claire. Le carbonate de pLomb et l'antimoine sont préférables. Les substances préférées mentionnées ci-dessus ont L'avantage d'être efficaces, au point de vue de la sensi- bilité au rayon Laser, quand elLes sont incorporées à la matière plastique à une proportion relativement faible, de L'ordre de 2 à 6% en poids de la matière plastique de base. D'autres substances ont aussi cet avantage, mais Les substances préférées sont facilement disponibles, à un coût admissible. Des proportions plus fortes sont possibles avec les substances indiquées, sans avantage particulier. Des proportions plus fortes sont possibles aussi avec des substances opacifiantes autres que celles qui sont nommément désignées. Mais on risque alors de modifier les caractéristiques mécaniques de la matière plastique de base. IL a été constaté que l'on obtient les meilleurs résultats au marquage, pour ce qui est de la finesse des traits, de la reproductibilité d'une plaquette à une autre, de la résistance au frottement, en incorporant la substance opacifiante sous forme d'une poudre ayant une dimension des particules plus fine que celle des particules de la matière plastique. De préférence, la grosseur des particules de la substance opacifiante incorporée est de l'ordre de 1/20 de la grosseur des particules de la matière plastique. L'invention concerne aussi tout article en matière plastique naturellement transparente au rayon laser et rendue opaque à ce dernier, au moins au degré minimum permettant son marquage en surface par un rayon laser, conformément au procédé expliqué ci-dessus, par addition à la matière pLasti- que d'une substance opacifiante au rayon laser, de préférence une substance choisie parmi les suivantes: iodure de plomb, carbonate de plomb, sulfure de plomb, oxyde de titane, isocyanate, isocyanate de dioxine, antimoine. Une matière plastique rendue opaque par le procé- dé de l'invention, par exemple une plaquette en polyuréthane constituant une marque d'oreille pour animal, se marque sans difficulté, en chiffres arabes ou en code à barres, avec précision, à l'aide d'un laser, par exemple, d'un laser YAG d'une puissance ne dépassant pas 400 W, émettant un rayon d'un diamètre de 0,1 mm, ou moins. La pièce à marquer est posée sur un support quelconque, peu réfléchissant pour la protection de l'opérateur. Le dessin annexé montre deux marques d'oreille réalisée conformément au procédé de l'invention à l'aide d'un laser YAG ayant une longueur d'onde de 1,06 micron. - la figure I est une vue de face d'une marque d'oreille portant des chiffres arabes, - La figure 2 est une vue de face d'une marque d'oreille portant des chiffres arabes et un code à barres, - La figure 3 est une vue partielle en coupe seLon III-III de la figure 2. La substance opacifiante était du carbonate de plomb, en proportion de 2,4 % en poids. La marque effectuée par Le rayon laser apparaît en teinte très foncée, presque d'un noir parfait; Les traits ont une grande finesse. Le marquage réalisé n'est pas comparable à une gravure. La surface de la matière plastique n'est pas creusée; elle semble au contraire être légèrement gonfLée ou soulevée. Sur la figure 3, l'épaisseur a été exagérée pour mieux montrer que Le marquage intéresse une fraction de l'épaisseur de La plaquette. Par exemple, sur une plaquette 1 d'une épaisseur de 1,2 mm, le marquage 2 a une profondeur de 0,3 à 0,4 mm environ. Le rayon laser utilisé a carbonisé La subs- tance opacifiante sur cette profondeur au sein même de La matière plastique. Un émetteur de rayon Laser plus puissant réaliserait un marquage sur une profondeur plus grande, mais sans utilité pratique. Ainsi qu'on l'a dit plus haut, une marque d'oreiLLe pour bovin doit supporter 1000 cycles d'abra- sion seLon la norme NF-T-54006. Après 5000 cycles les ins- criptions des plaquettes des figures 1 et 2 étaient encore lisibles à l'oeil, et à l'aide d'un appareil à Lecture optique. On rencontre ici un avantage important d'une marque d'oreille pour animal réalisée conformément au procé- dé de l'invention et marquée au laser. Il devient possible, avec une marque en code à barres, d'identifier les bêtes de manière automatique, dans les abattoirs, après leur sortie du piège d'abattage, pendant leur transport par un convoyeur à crochets de suspension, au moyen d'un lecteur optique devant LequeL Les bêtes défiLent à une distance de 30 à 50cm. L'invention concerne aussi toute marque d'oreiLLe pour animal réalisée en matière pLastique, conformément au procédé de l'invention et marquée à L'aide d'un rayon laser, en particuLier par L'emploi d'un code à barres. En particulier, une marque d'oreiLle en matière plastique contenant 5 % environ d'antimoine est particuLiè- rement satisfaisante, l'adjonction d'antimoine à cette proportion n'altérant nullement Les caractéristiques mécaniques de La matière de base. REVENDICATIONS 1. Procédé pour rendre sensible à l'action d'un rayon Laser une matière pLastique, ou une composition à base de matière plastique, natureLlement transparente à ce rayon Laser, caractérisé en ce qu'on incorpore à Ladite matière, de préférence quand eLLe est à L'état de particuLes, une substance opacifiante, en quantité efficace pour rendre cette matière opaque à un degré qui permet le marquage au rayon Laser par suite de la carbonisation de la substance opacifiante sous l'effet du rayon laser, dans une couche superficieLLe de la matière pLastique. 2. Procédé seLon La revendication 1, caractérisé en ce qu'on choisit de préférence la matière opacifiante parmi Les suivantes:-iodure de plomb, carbonate de plomb, sulfure de plomb, oxyde de titane, isocyanate, antimoine, tous mélanges de ces substances, les corps qui Leur sont apparentés. 3. Procédé selon La revendication 1, caractérisé en ce que La substance opacifiante est le carbonate de pLomb. 4. Procédé selon La revendication 1, caractérisé en ce qu'on ajoute La substance opacifiante à une propor- tion de 2 à 6 % en poids de La matière plastique de base. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ajoute La substance opacifiante à L'état de poudre dont Les particules sont plus fines que Les parti- cules de la matière plastique. 6. Procédé seLon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ajoute La substance opacifiante en particuLes dont La grosseur est un vingtième environ de la grosseur des particuLes de la matière pLastique. 7. Article en matière plastique naturellement opaque au rayon Laser, caractérisé en ce que cette matière pLastique a été rendue opaque au rayon laser, au moins à un degré permettant son marquage en surface par un rayon Laser conformément au procédé seLon L'une quelconque des revendi- cations 1 à 6, par addition de préférence à l'état de poudre, d'une substance opacifiante au rayon laser choisie de préfé- rence parmi les suivantes: iodure de plomb, carbonate de plomb, sulfure de plomb, oxyde de titane, isocyanate, antimoine, les mélanges de ces substances. 8. Article selon la revendication 7 utilisable comme marque pour animaux, de préférence à base de poly- uréthane, caractérisé en ce qu'il contient comme substance opacifiante 5 % environ d'antimoine. 9. Marque d'oreille pour animaux, en matière plastique, de préférence à base de polyuréthane, caractérisée en ce qu'elle a été rendue opaque au rayon laser conformément au procédé de l'une quelconque des revendications 1 à 6.