專利名稱：生產(chǎn)具有不可辨別激光印記的著色與未著色材料的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及在材料上，特別是在塑料眼鏡上，尤其是在塑料漸進(jìn)多焦鏡(PAL)上激光刻印不可辨別的標(biāo)記。具體地說，本發(fā)明涉及即使在著色工藝中處理材料也可以將標(biāo)記保持為不可辨別的方法。
背景技術(shù)：
激光被用于在諸如塑料的材料上刻印可辨別的和不可辨別的標(biāo)記。例如，當(dāng)前一般使用該技術(shù)來對眼鏡進(jìn)行刻印，特別是對漸進(jìn)多焦鏡進(jìn)行刻印。漸進(jìn)多焦鏡(PAL)是一種眼鏡鏡片，該眼鏡鏡片包含了對于遠(yuǎn)視經(jīng)中距到近視(通常在鏡片的下部)的校正，該眼鏡鏡片具有平滑的過渡并且沒有雙焦分割線(demarcation line)。目前漸進(jìn)多焦鏡是由玻璃或塑料材料制成的。通常將玻璃鏡片稱為“無機鏡片”，而將塑料鏡片稱為“有機鏡片”。
漸進(jìn)多焦鏡(PAL)需要多個位置處的印記。該印記可包括用于對鏡片進(jìn)行后續(xù)磨邊的基準(zhǔn)標(biāo)記、用于對鏡片的“增加放大率”進(jìn)行放大率鑒定的基準(zhǔn)標(biāo)記、用于標(biāo)識語的基準(zhǔn)標(biāo)記、用于商標(biāo)名稱的基準(zhǔn)標(biāo)記、用于防偽的基準(zhǔn)標(biāo)記和出于其他技術(shù)原因和應(yīng)用的基準(zhǔn)標(biāo)記。鏡片印記通常包括小的標(biāo)記，一般是高度1至2毫米、清晰、美觀且不可辨別的字符和標(biāo)識語。
生產(chǎn)塑料漸進(jìn)多焦鏡的一種方法是通過對其一個表面或兩個表面進(jìn)行加工而形成非球面形狀或多個非球面形狀。當(dāng)只將一個表面成形為非球面時，另一表面可以是球面。該方法被稱為“自由曲面”。
盡管這些標(biāo)記位于鏡片的有效區(qū)域內(nèi)，但這些標(biāo)記必須不得阻礙眼鏡佩帶者的視線，也不得被不經(jīng)意的觀察者看到。另一方面，這些標(biāo)記必須例如對技術(shù)和營銷人員可讀、對尋找制造商的商標(biāo)名稱的顧客可讀，或?qū)Τ上褚曨l機器可讀。不可辨別標(biāo)記可以在特定光線條件下(例如在明暗之間轉(zhuǎn)換的背景下)觀察到。這里將這種類型的印記稱為不可辨別的印記，也稱為“半可視”、“無形”、“隱藏標(biāo)記”或類似名稱。
激光刻印是一種用于在自由曲面塑料漸進(jìn)多焦鏡上進(jìn)行不可辨別刻印的常規(guī)技術(shù)。出于這種目的(目前)最常使用的激光器是準(zhǔn)分子激光器和固態(tài)UV激光器。但是，這些系統(tǒng)非常昂貴。
作為典型的現(xiàn)有技術(shù)激光器的CO2激光器相對便宜、可靠性非常高、需要的維護(hù)力度很小且維護(hù)次數(shù)很少。CO2激光器用于刻印不可辨別標(biāo)記。例如，LaserOp Ltd(6 Halapid St.Petah Tikva，49170，Israel)制造出了LensMarkTMII(是基于CO2激光器的系統(tǒng)，用于刻印不可辨別標(biāo)記)，其他公司也制造出了類似產(chǎn)品。這里提出LensMarkTMII作為示例，但也可以使用其他合適的用于刻印材料的基于CO2激光器的系統(tǒng)。
與基于準(zhǔn)分子激光器和固態(tài)UV激光器的激光器系統(tǒng)相比，LensMarkTMII更可靠，并在價格上可以接受。LensMarkTMII滿足了刻印不可辨別標(biāo)記的許多要求。它在迄今所測試過的所有塑料(如聚碳酸酯、CR39、折射率1.6、折射率1.67、折射率1.7、Trivex及其他)以及所選的玻璃鏡片上產(chǎn)生了可接受的不可辨別印記。在材料經(jīng)著色之后或在未經(jīng)著色的情況下使用LensMarkTMII對該材料進(jìn)行刻印時，印記是可接受的不可辨別印記。
但是，在之前經(jīng)CO2激光器刻印過的塑料鏡片上進(jìn)行著色時，標(biāo)記在可見度上是不可接受的。例如，在典型的只有LensMarkTMII系統(tǒng)的刻印工藝中，人們發(fā)現(xiàn)高于12％吸收率的著色使得印記在可見度上不可接受。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，該問題是公知的。該問題是許多鏡片制造商避免使用CO2激光器在塑料鏡片上刻印不可辨別標(biāo)記的原因之一。
與準(zhǔn)分子激光器或固態(tài)UV激光器進(jìn)行的刻印工藝不同，CO2激光束對塑料材料的刻印工藝是熱或加熱類型的刻印工藝。
作為吸收激光束的結(jié)果而使材料受熱所影響的區(qū)域是“熱影響區(qū)域”(HAZ)。該區(qū)域可以包括材料的由于蒸發(fā)而去除的區(qū)域、材料的已熔化并再次固化的區(qū)域以及材料的由于受熱而經(jīng)歷其他形態(tài)變化的區(qū)域。
蒸發(fā)通常會產(chǎn)生洞，這些洞的壁、底和周圍被熔化并再次固化的材料覆蓋。HAZ可以被描述為洞的形式，該洞的直徑與激光束的光斑大小成比例，并由抬升的環(huán)圍繞。但是，根據(jù)材料和激光束的參數(shù)，材料有可能在光束截面內(nèi)的任何地方都未達(dá)到蒸發(fā)溫度，因而沒有產(chǎn)生洞。結(jié)果將是盤狀的抬升材料。同理，當(dāng)激光束連續(xù)掃描材料時，結(jié)果可能是具有抬升沿的槽或連續(xù)線的抬升材料。
HAZ處的材料可能變?yōu)槎嗫椎?，可能相對于未受影響區(qū)域內(nèi)的材料具有較低的密度，并可能占據(jù)較大的體積。人們相信，HAZ中的材料的較低密度增加了此處物理上吸收的染料的密度，因而增加了染料的光吸收，結(jié)果增大了對比度和可見度。
因此，希望提供一種使用CO2激光器一般來講在材料上，具體而言在塑料鏡片上刻印在著色之后將保持不可辨別的標(biāo)記的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是克服CO2激光器刻印的現(xiàn)有技術(shù)方法的局限，并提供一種使用CO2激光器或其他激光器一般來講在材料上，具體而言在塑料鏡片上刻印在著色之后將保持不可辨別的標(biāo)記的改進(jìn)系統(tǒng)和方法。在刻印之后未應(yīng)用著色的情況下，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法并不受阻。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例提供了一種在材料上產(chǎn)生激光印記的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括激光刻印裝置，其用于在所述材料的表面上刻印印記；以及處理裝置，用于對所述表面的受到所述激光刻印裝置影響的區(qū)域進(jìn)行處理，以防止該區(qū)域相對于其他區(qū)域吸收過多染料，其中在涂覆(applying)染料后所述印記保持不可辨別。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方法中提供了一種在材料上產(chǎn)生激光印記的方法，所述方法包括以下步驟在所述材料的表面上刻印印記；以及對所述表面的在刻印過程中受到激光影響的區(qū)域進(jìn)行處理，以防止該區(qū)域相對于其他區(qū)域吸收過多染料，其中在涂覆染料后所述印記保持不可辨別。
在優(yōu)選實施例中，所述系統(tǒng)使用激光設(shè)備，激光設(shè)備通常例如使用CO2激光器來進(jìn)行加熱類型的刻印工藝。所述系統(tǒng)還包括對所述表面的受到激光刻印光束影響的區(qū)域進(jìn)行處理以防止該區(qū)域相對于其他區(qū)域吸收過多染料從而使得在涂覆染料后所述印記保持不可辨別的設(shè)備。本發(fā)明提供了多種對受影響區(qū)域進(jìn)行處理的另選方法。
根據(jù)下面的附圖和描述，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將變得明了。


為了更好地理解本發(fā)明的有關(guān)實施例，對附圖進(jìn)行說明，在這些附圖中，相同的標(biāo)號在所有附圖中表示相應(yīng)元件或部分，附圖中圖1例示了用于生產(chǎn)帶有不可辨別激光標(biāo)記的著色和未著色材料的現(xiàn)有技術(shù)工藝；圖2例示了用于生產(chǎn)帶有不可辨別激光標(biāo)記的著色和未著色材料的本發(fā)明的工藝；圖3例示了通過以不可著色涂層只涂覆刻印表面而生產(chǎn)帶有不可辨別激光標(biāo)記的著色材料的另選方法的示例；而圖4例示了通過以可著色涂層只涂覆刻印表面或兩個表面而生產(chǎn)帶有不可辨別激光標(biāo)記的著色材料的又一另選方法的示例。
具體實施例方式
現(xiàn)參照圖1，該圖例示了現(xiàn)有技術(shù)的典型“自由曲面”工藝。由適當(dāng)材料的坯料(blank)加工出鏡片。最初，將表面加工成大致符合設(shè)計的曲率。將該階段稱為“加工”，并將執(zhí)行該加工的機器稱為“加工器”(11)。接著，將表面拋光至其最終需要的形狀和光滑度。將該階段稱為“拋光”，并將執(zhí)行該拋光的機器稱為“拋光器”(12)。接著，用激光刻印器(13)來刻印鏡片。也可以進(jìn)行機械刻印，但在本公開中不討論該技術(shù)。盡管以上階段是由不同機器執(zhí)行的，但由于使用了單個安裝塊，所以這些階段是由一個系統(tǒng)執(zhí)行的聯(lián)合工藝(joint process)，該聯(lián)合工藝伴隨著鏡片從一個機器到另一個機器，以保持初始位置和取向。隨后可以在另外的階段(14)中制造出經(jīng)刻印的鏡片，這些另外的階段例如為著色、涂覆、磨邊。
該過程可以表示為以下一般方式加工->拋光->激光刻印->后續(xù)步驟(著色、涂覆等)通常，在利用CO2激光器來應(yīng)用該現(xiàn)有技術(shù)工藝時，在第四階段的著色之后，第三階段的印記變得在可見度上不可接受。
本發(fā)明提供了幾種克服該問題的另選方法。這些方法使得即使在著色之后也可以將所刻印的標(biāo)記保持為不可辨別。針對不同情況而推薦各種方法。
預(yù)拋光法參照圖2，該圖例示了本發(fā)明的方法的示例。激光器首先刻印材料(22)，然后拋光器對其進(jìn)行拋光(23)。拋光器對刻印區(qū)域和熱影響區(qū)域(HAZ)進(jìn)行處理，使得在著色階段(24)，可以防止它們接收染料的濃度顯著高于其他區(qū)域。
通過改變工藝順序，本發(fā)明的方法可以容易地應(yīng)用于自由曲面工藝(PAL的現(xiàn)有技術(shù)圖1)。在該方法中，加工器(21)加工出鏡片，接著激光刻印器(22)對鏡片進(jìn)行刻印，然后由拋光器(23)對鏡片進(jìn)行拋光，這樣新的過程可以表示為以下一般方式加工->激光刻印->拋光->后續(xù)步驟(著色、涂覆等)對于諸如自由曲面工藝的情況推薦該方法，并且該方法對于制造商是優(yōu)選的，因為不存在附加的工藝階段。該工藝在不應(yīng)用著色時也是可接受的。
在難以應(yīng)用拋光過程來精確形成所希望的表面的情況下，提出了下面的方法。
不可著色預(yù)涂覆法現(xiàn)參照圖3，該圖例示了本發(fā)明的方法的示例。不可著色涂層(34)是標(biāo)準(zhǔn)涂層，優(yōu)選為透明的，其上不會粘附染料，從而基本上防止了鏡片吸收染料。在標(biāo)準(zhǔn)著色過程(35)之前，執(zhí)行額外的涂覆階段。在該額外階段中，例如通過以下操作僅在鏡片的經(jīng)過刻印的一側(cè)覆蓋了不可著色涂層(34)水平地設(shè)置鏡片，使刻印表面向上，在刻印表面上涂覆不可著色涂層，并旋轉(zhuǎn)鏡片。
該不可著色涂層基本上防止了涂覆表面吸收染料。接著，在如標(biāo)準(zhǔn)著色工藝(35)中那樣將鏡片浸入染料中時，只有未經(jīng)預(yù)涂覆的表面才會吸收染料。
該技術(shù)的缺點是其增加了工藝階段，這給制造商添加了負(fù)擔(dān)。該技術(shù)的優(yōu)點是，它不受先前的工藝階段(31、32、33)或它們的順序、或產(chǎn)生印記的激光器類型、或印記的形式的影響。因此，在通過外部成形機來形成鏡片或已從本地成形機的安裝塊上去除了鏡片，而不能通過預(yù)拋光法在希望的表面處進(jìn)行更精確的拋光時，推薦該方法。
但是，在沒有可接受的技術(shù)僅對刻印表面涂覆不可著色涂層的情況下，或者在對鏡片的兩側(cè)進(jìn)行刻印時，不能應(yīng)用該技術(shù)。在這些情況下提出了下面的方法。
可著色預(yù)涂覆法現(xiàn)參照圖4，該圖例示了本發(fā)明的方法的另一示例?？芍繉?44)是標(biāo)準(zhǔn)涂層，優(yōu)選為透明的，其上會粘附染料，但基本上防止了鏡片吸收染料。在標(biāo)準(zhǔn)著色過程(45)之前，例如通過浸漬鏡片，在鏡片的刻印表面或者甚至兩側(cè)上覆蓋可著色涂層(44)。
該可著色涂層(44)覆蓋了熱影響區(qū)域，并通常在材料為多孔材料時填充空間，一般防止了此處過多地吸收染料。接著，在如標(biāo)準(zhǔn)著色處理(45)中那樣將鏡片浸入染料中時，刻印區(qū)域接收到的染料量將不會超過其他區(qū)域很多。即使在刻印區(qū)域上方也可以形成接近于均勻的染料層。
該技術(shù)存在添加了工藝階段(44)的上述缺點，這對制造商產(chǎn)生了負(fù)擔(dān)。但是，該技術(shù)的優(yōu)點是，它不受先前的工藝階段(41、42、43)或它們的順序，或產(chǎn)生印記的激光器類型，或印記的形式的影響。因此，在對鏡片的兩個表面進(jìn)行刻印，而不可使用不可著色預(yù)涂覆法，以及通過外部成形機形成鏡片或已從本地成形機的安裝塊上去除了鏡片，而不能通過預(yù)拋光法在希望的表面處進(jìn)行更精確的拋光時，推薦該方法。
對具體實施例的描述并不限于上述示例。例如，提到的CO2激光器只是示例，還可以應(yīng)用其他激光器。
盡管參照特定實施例和方法描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，該描述并非意味著限制，因為本領(lǐng)域技術(shù)人員可以提出更多的變型例，只要這些變型例落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，本發(fā)明就涵蓋這些變型例。
權(quán)利要求
1.一種在材料上產(chǎn)生激光印記的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括激光刻印裝置，其用于在所述材料的表面上刻印印記；以及處理裝置，其用于對所述表面的受到所述激光刻印裝置影響的區(qū)域進(jìn)行處理，以防止該區(qū)域相對于其他區(qū)域吸收過多染料，其中在涂覆染料后所述印記保持不可辨別。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述激光刻印裝置執(zhí)行加熱類型的刻印工藝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述處理裝置包括用于將所述表面拋光至期望光滑度的拋光器裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括用于對經(jīng)所述處理裝置處理過的材料涂覆染料的著色裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述處理裝置包括用于將所述表面拋光至期望光滑度的拋光器裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述處理裝置對所述表面涂覆不可著色涂層，而不對所述材料的另一表面涂覆所述涂層，其中所述染料基本上不會粘附到所述不可著色涂層上，并且所述不可著色涂層基本上防止了所述染料經(jīng)由材料的所述表面被吸收，而所述另一表面允許吸收所述染料。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述處理裝置對所述表面涂覆可著色涂層，其中所述染料充分地粘附到所述可著色涂層上，并且所述可著色涂層基本上防止了所述染料經(jīng)由材料的所述表面被吸收。
8.一種在材料上產(chǎn)生激光印記的方法，該方法包括以下步驟刻印步驟，通過施加激光在所述材料的表面上刻印印記；以及處理步驟，對所述表面的受到所述激光刻印裝置影響的區(qū)域進(jìn)行處理，以防止該區(qū)域相對于其他區(qū)域吸收過多染料，其中在涂覆染料后所述印記保持不可辨別。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述刻印步驟包括執(zhí)行加熱類型的刻印工藝。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述處理步驟包括將所述表面拋光至期望光滑度。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，該方法還包括對經(jīng)所述處理裝置處理過的材料涂覆染料的著色步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述處理步驟包括將所述表面拋光至期望光滑度。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述處理步驟包括對所述表面涂覆不可著色涂層，而不對所述材料的另一表面涂覆所述涂層，其中所述染料基本上不會粘附到所述不可著色涂層上，并且所述不可著色涂層基本上防止了所述染料經(jīng)由材料的所述表面被吸收，而所述另一表面允許吸收所述染料。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述處理步驟包括對所述表面涂覆可著色涂層，其中所述染料充分地粘附到所述可著色涂層上，并且所述可著色涂層基本上防止了所述染料經(jīng)由材料的所述表面被吸收。
全文摘要
本發(fā)明涉及生產(chǎn)具有不可辨別激光印記的著色與未著色材料的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明公開了一般來講在材料上，具體而言在塑料眼鏡上刻印在著色之后將保持不可辨別的標(biāo)記的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)使用通常執(zhí)行加熱類型刻印工藝的激光器，例如使用CO
文檔編號B23K26/00GK101084085SQ200580042344
公開日2007年12月5日 申請日期2005年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月8日
發(fā)明者平沙斯·阿格蒙, 丹·阿沙夫 申請人:雷澤若普有限公司