Brevet FR2732917A1 — publié le 19961018

"Procédé pour le marquage au laser d'un objet en verre, et objet en verre, en particulier coquille de moulage pour lentille ophtalmique, ainsi marqué La présente invention concerne d'une manière générale le marquage d'un quelconque objet en verre, pour l'application, par exemple, à celui-ci, d'un numéro de série, d'une référence, ou d'une quelconque autre inscription. Il peut s'agir, par exemple, aussi bien d'un récipient que d'un pare-brise. La présente invention vise cependant plus particulièrement, mais non pas donc obligatoirement exclusivement, le marquage des coquilles de moulage mises en oeuvre pour le moulage de lentilles ophtalmiques en matière synthétique. Pour assurer l'identification de ces coquilles de moulage, et ainsi permettre leur suivi, notamment au cours d'un processus de fabrication de lentilles ophtalmiques, il est nécessaire de les affecter d'une marque comportant, sous forme codée ou non, toutes les informations souhaitées. Il a été proposé de procéder par impression, à l'aide par exemple d'un cément appliqué par tampographie, c' est-à-dire à l'aide d'un tampon de transfert, et soumis ensuite à une trempe thermique. Un tel procédé a pour inconvénient de manquer de flexibilité de mise en oeuvre, alors même qu'il est parfois souhaitable de pouvoir changer rapidement de marque ou motif à imprimer. En outre, la marque obtenue a nécessairement des dimensions relativement importantes, en sorte que, même si elle est apposée à la périphérie d'une coquille de moulage, elle empiète inévitablement, en projection, sur une partie au moins de la zone utile de cette coquille de moulage. Or le cément mis en oeuvre est en pratique le plus souvent opaque au rayonnement ultraviolet. La marque peut donc dans ce cas être de manière intempestive une gêne lors du processus de fabrication d'une lentille ophtalmique si la polymérisation de la matière synthétique correspondante implique une insolation à un tel rayonnement. Il a également été proposé de procéder par gravure, et, plus particulièrement, par gravure au laser, pour réduire au mieux les dimensions de la marque obtenue. Il est possible par exemple de mettre en oeuvre un laser de type "EXCIMERE", mais un tel laser, qui conduit à une attaque du verre par sublimation, est lourd, encombrant et onéreux. Il est possible, également, de mettre en oeuvre, de manière plus pratique, un laser de type C02, mais, avec un tel laser, l'attaque du verre se fait sous forme d'éclats, et, mal contrôlée, elle peut conduire intempestivement à la formation de microfissures. Il est possible, enfin, de mettre en oeuvre un laser de type YAG, qui, tout en étant d'emploi aussi pratique et économique qu'un laser de type C02, ne conduit pas aux inconvénients de celui-ci. En effet, l'attaque du verre s'apparente dans ce cas à une fusion de surface conduisant à un simple dépoli. Mais, le verre étant transparent à la longueur d'onde du faisceau laser correspondant, il faut faire interférer celui-ci avec une couche d'un matériau approprié dûment appliqué en surface à cet effet sur l'objet en verre à traiter. Un tel procédé de gravure se trouve notamment décrit dans la demande de brevet français qui, déposée sous le No 92 05644 le 7 mai 1992, a été publié sous le No 2 690 862. En pratique, dans cette demande de brevet français, le matériau constitutif de la couche mise en oeuvre est choisi pour être opaque à la longueur d'onde du faisceau laser. Cette couche ne joue en effet qu'un rôle passif à l'égard du verre, en renvoyant vers celui-ci la chaleur due à la focalisation du faisceau laser, ce qui suffit à élever localement la température à la valeur nécessaire à la fusion recherchée. L'inconvénient majeur d'un tel procédé de gravure tient au manque de contraste de la marque obtenue, qui rend en pratique impossible toute lecture ultérieure de cette marque au moyen d'un dispositif de lecture automatique. La présente invention a d'une manière générale pour objet une disposition permettant de tirer avantageusement un parti supplémentaire de la couche de matériau mise en oeuvre, pour une amélioration des conditions d'exploitation de la marque obtenue. De manière plus précise, elle a tout d'abord pour objet un procédé pour le marquage d'un objet en verre, du genre suivant lequel on applique en surface à celui-ci une couche d'un matériau avec lequel on fait interférer un faisceau laser, ce procédé étant d'une manière générale caractérisé en ce que on choisit pour matériau constitutif de cette couche un matériau capable de réaction avec le verre ; elle a encore pour objet tout objet en verre, et, notamment, toute coquille de moulage, comportant au moins localement une marque obtenue en application d'un tel procédé. Préférentiellement, on choisit pour matériau constitutif de la couche mise en oeuvre un matériau capable de réaction physique avec le verre, et, plus précisément, un matériau capable de diffusion dans celui-ci. Il s'agit par exemple d'un cément. Quoi qu'il en soit, grâce à la réaction qui se produit entre ce matériau et le verre, la marque obtenue présente avantageusement une certaine coloration en fond de gravure. Autrement dit, il est avantageusement associé, suivant l'invention, pour l'obtention de la marque recherchée, d'une part, une gravure, qui assure mécaniquement la pérennité de cette marque, en confortant sa résistance à l'abrasion et aux agressions chimiques, et, donc, sa tenue dans le temps, et, d'autre part, une coloration, qui, en renforçant son contraste, en facilite et en rend plus précise la lecture ultérieure. Des résultats particulièrement favorables sont obtenus, lorsque, à la différence des dispositions décrites dans la demande de brevet français No 92 05644 mentionnée ci dessus, on choisit pour matériau constitutif de la couche mise en oeuvre un matériau au moins en partie perméable au faisceau laser et on fait intervenir celui-ci du côté de cette couche, c'est-à-dire du côté de celle-ci opposé à l'objet à marquer. Mais, en variante, il peut également être envisagé de faire intervenir le faisceau laser du côté de cet objet. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, a titre d'exemple, en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un objet en verre au marquage duquel le procédé suivant l'invention est plus particulièrement destiné la figure 2 est une vue qui, reprenant pour partie, a échelle supérieure, celle de la figure 1, illustre le procédé de marquage suivant l'invention, suivant un premier mode de mise en oeuvre de celui-ci la figure 3 est, à l'échelle de la figure 2, une vue partielle de l'objet en verre, après son marquage ; la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 2, pour un deuxième mode de mise en oeuvre du procédé de marquage suivant l'invention. Ces figures illustrent, à titre d'exemple, le cas où l'objet en verre 10 à marquer est une coquille de moulage destinée à former, avec une coquille de moulage 10' de même type et un joint d'étanchéité 11 disposé à la périphérie de l'ensemble, une cavité de moulage 12 propre au moulage d'une lentille ophtalmique. Les dispositions correspondantes étant bien connues par elles-mêmes, et ne relevant pas en propre de la présente invention, elles ne seront pas décrites plus en détail ici. Il suffira d'indiquer que l'objet en verre 10 se présente sous la forme générale d'un palet, sensiblement équi-épais, dont le contour périphérique 13 est par exemple circulaire, et qui est globalement bombé, avec une face interne 14A du côté de la cavité de moulage 12 et une face externe 14B du côté opposé à celle-ci. Par exemple, la face interne 14A est concave et la face externe 14B est convexe. Quoi qu'il en soit, il s'agit de marquer cet objet en verre 10 en vue de son identification, c'est- -dire de lui apposer une marque 15. Préférentiellement, cette marque 15 est apposée sur la face externe 14B de l'objet en verre 10, au voisinage immédiat de son contour périphérique 13, et elle doit avoir des dimensions aussi réduites que possible pour ne pas empiéter, en projection, sur sa zone utile. De manière connue en soi, pour l'apposition de la marque 15, il est procédé par gravure, et, pour ce faire, on applique en surface à l'objet en verre 10, sur sa face externe 14B, à l'endroit choisi, une couche 16 d'un matériau 17 avec lequel on fait interférer un faisceau laser 18, c'est-à-dire un rayonnement, qui, émis par un laser 19, est dûment focalisé en un point 20 de la face externe 14B par un dispositif de contrôle 21 permettant à la demande d'en varier la déviation suivant le tracé de la marque 15 à obtenir. Les dispositions correspondantes sont également bien connues par elles-mêmes, et, ne relevant donc pas de l'invention, elles ne seront pas décrites ici. Il suffira d'indiquer que, en pratique, le laser 19 mis en oeuvre est, préférentiellement, un laser de type YAG, de longueur d'onde égale à 1,06 ym. Suivant l'invention, on choisit pour matériau 17 constitutif de la couche 16 un matériau 17 capable de réaction avec le verre. Préférentiellement, on choisit un matériau 17 capable de diffusion dans le verre. Il s'agit, par exemple, d'un cément, et, plus précisément, d'un cément comportant un mélange de sels de cuivre avec au moins un autre sel métallique. Les sels de cuivre peuvent par exemple être des sulfates et/ou des phosphates, et, à titre d'autres sels métalliques, il peut leur être associé un oxyde ou un phosphate d'argent, et/ou divers autres oxydes métalliques. Par exemple, et préférentiellement, le matériau 17 ainsi mis en oeuvre est choisi pour être au moins partiellement perméable au faisceau laser 18. Ainsi, et tel que représenté à la figure 2, il est possible de faire intervenir le laser 19 du côté de la couche 16, c'est-à-dire du côté de cette couche 16 opposé à l'objet en verre 10 à traiter. Par exemple, le matériau 17 mis en oeuvre est, pour son application à l'objet en verre 10, mélangé à une huile, telle que par exemple une huile de paraffine. Il peut ainsi être mis en place au pinceau, ou par tout autre moyen d'application ou d'impression. Lors de l'irradiation à l'aide du faisceau laser 18, il se produit, au point de focalisation 20 correspondant, une élévation de température qui, d'une part, provoque par fusion superficielle la gravure recherchée, sous la forme en pratique d'un simple dépoli, et qui, d'autre part, provoque, par migration par diffusion du matériau 17 dans le verre, une coloration du fond des creux correspondants. Le dispositif de contrôle 21 permet, par déviation du faisceau laser 18, le tracé de la marque 15 à obtenir. Bien entendu, il peut être piloté à cet effet par un calculateur, non représenté, dûment programmé en conséquence. Si désiré, la marque 15 peut être codée. Par exemple, elle peut être codée sous forme de points alignés en lignes et colonnes, suivant un code de type matriciel. Quoi qu'il en soit, chaque point de la gravure obtenue a globalement une largeur de l'ordre de 0,1 mm et une profondeur de 5 ym. Avec un code de type matriciel, il est ainsi possible d'obtenir une marque 15 comportant vingt et une lignes et vingt et une colonnes dans un carré de 3 mm de côté. Autrement dit, la marque 15 n'empiète pas de plus de 3 mm sur la surface de la face externe 14B de l'objet en verre 10. Bien entendu, après l'intervention du laser 19, la couche 16 de matériau 17 est éliminée par un lavage, à l'aide par exemple d'un simple jet d'eau chaude à température modérée, de l'ordre de 600C, et à pression relativement faible, de l'ordre d'environ 4 bars. Seule subsiste alors, ancrée dans l'objet en verre 10, à la surface de la face externe 14B de celui-ci, comme représenté à la figure 3, la marque 15 recherchée. Suivant la variante de mise en oeuvre représentée à la figure 4, on fait intervenir le faisceau laser 18 du côté de l'objet en verre 10, c'est-à-dire du côté de la couche 16 tourné vers cet objet en verre 10. Le faisceau laser 18 traverse alors l'objet en verre 10. Par contre, le matériau 17 constitutif de la couche 16 peut, dans ce cas, être opaque au faisceau laser 18, et, préférentiellement, il est effectivement opaque à celui-ci. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux modes de mise en oeuvre décrits et représentés, mais englobe toute variante d'exécution. En particulier, le matériau mis en oeuvre pour la couche appliquée à l'objet en verre à marquer pourrait, en variante, être capable d'une réaction chimique avec le verre, pourvu que cette réaction chimique conduise à une coloration de la gravure obtenue. Il va de soi, en outre, que, comme déjà précédemment indiqué, le domaine d'application de l'invention n'est pas limité au marquage des seules coquilles de moulage pour moulage de lentilles ophtalmiques, mais s'étend au contraire aussi bien au marquage de n'importe quel autre objet en verre. REVENDICATIONS 1. Procédé pour le marquage d'un objet en verre, du genre suivant lequel on applique en surface à cet objet en verre (10) une couche (16) d'un matériau (17) avec lequel on fait interférer un faisceau laser (18), caractérisé en ce que on choisit pour matériau (17) constitutif de la couche (16) un matériau (17) capable de réaction avec le verre. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que on choisit pour matériau (17) constitutif de la couche (16) un matériau (17) capable de diffusion dans le verre. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que on choisit pour matériau (17) constitutif de la couche (16) un cément. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que on choisit pour matériau (17) constitutif de la couche (16) un cément comportant un mélange de sels de cuivre avec au moins un autre sel métallique. 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que on fait intervenir le faisceau laser (18) du côté de la couche (16). 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que on fait intervenir le faisceau laser (18) du côté de l'objet en verre (10). 7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, pour l'émission du faisceau laser (18), on met en oeuvre un laser (19) de type YAG. 8. Objet en verre comportant au moins localement une marque (15), caractérisé en ce que sa marque (15) est réalisée suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7.