JP3953891B2

JP3953891B2 - プラスチック構造体の製造方法および該製造方法により作製されたプラスチック構造体

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Publication number: JP3953891B2
Application number: JP2002163968A
Authority: JP
Inventors: 美華堀池; 茂片山; 正勝浦入; 一之平尾
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2002-06-05
Filing date: 2002-06-05
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2022-06-05
Also published as: JP2004008881A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック材料の高機能化・高性能化のためのレーザーによる加工に関する技術分野に属しており、さらに詳細には、ボイドやクラック等の劣化を防止して、精密に構造制御することができるプラスチック構造体の製造方法および該製造方法により作製されたプラスチック構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プラスチック構造体（部品）の表面や内部を高機能化する要求が高まってきている。このような高機能化の要求に対して、プラスチック構造体自身をポリマーアロイ化又は複合化する材料面での技術対応と、要求に合わせて機能部位を組み込んだり、構造の制御を行ったりする加工面での技術対応との２つの面での取り組みが行われている。例えば、プラスチック構造体の表面の高機能化・高性能化では、表面の化学的、電気的、光学的、物理的等の特性改良・改質を目的に、材料、加工両面から色々と技術的な取り組みがなされている。また、プラスチック構造体の内部（バルク）の高機能化・高性能化では、電気や光の伝導性、光の透過性又は遮断性、水分やガスの透過性又は遮断性、熱・光・応力等の外部刺激に対する応答性又は記憶性などの様々な特性の要求に対応して、材料・加工面の両面から種々の技術的な取り組みがなされている。具体的には、プラスチック構造体の内部に、元のプラスチック内部の構造と異なった構造部位を形成する方法（技術）として、熱を加えることにより相分離（組成変化）、再結晶化（密度や結晶化度の変化）や熱反応を生じさせる方法、圧力や応力を加えることにより分子配向（配向度、光学的・機械的異方性）を促進したり電気的・光学的変化を促進したりする方法、光を照射することにより光反応（電気的化学結合反応）・光架橋（架橋や硬化）・光分解（結合の開裂）などを生じさせる方法が検討されてきている。このような方法（技術）の中で、熱や圧力などは、プラスチック構造体全体に作用させる場合が多く、プラスチック構造体内部における任意の場所（部位）に限定して作用させ、元のプラスチック構造体内部と異なる構造を形成するのは不向きである。一方、光は、本質的に、プラスチック構造体内部の任意の場所への作用させることに適した手段であり、より微細な構造制御による高機能化・高性能化の技術のトレンドに貢献できる可能性がある。
【０００３】
一方、レーザー光源に対する技術進歩は著しく、特に、パルスレーザーでは、ナノ秒（１０^-9秒）のオーダーのパルス幅から、ピコ秒（１０^-12秒）のオーダーのパルス幅へと超短パルス化が進んでおり、更に最近では、チタン・サファイア結晶などをレーザー媒質とするフェムト秒（１０^-15秒）のオーダーのパルス幅を有するパルスレーザーなども開発されてきている。パルス幅が１０^-12秒以下である（例えば、パルス幅がフェムト秒のオーダーである）超短パルスレーザー又はそのシステムは、通常のレーザーが持つ、指向性、空間的・時間的なコヒーレントなどの特徴を有するとともに、パルス幅が極めて狭いことから、同じ平均出力であっても、単位時間・単位空間当たりの電場強度が極めて高いという特徴を有している。そのため、この高い電場強度を利用して、超短パルスレーザーを物質中に照射して新たな構造（誘起構造）を形成させる試みが、無機ガラス材料を主な対象物として行われてきている。
【０００４】
また、高分子材料であるアモルファス・プラスチック等は、無機ガラス材料と比較して、ガラス転移温度が低い。これは、無機ガラス材料が共有結合で三次元的に結合してアモルファス構造が形成されているのに対して、高分子材料は、一次元的に共有結合で繋がった高分子鎖が三次元的に絡み合ってアモルファス構造が形成されていることを反映した結果である。従って、無機ガラス材料に対しては、大きな照射エネルギーで照射しないと、誘起構造が形成されないが、高分子材料では、高いエネルギーの照射は材料の劣化を引き起こす虞があるので、高いエネルギーの照射は回避する必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高分子材料は、熱伝導性が低いという特徴を有している。従って、高分子材料は熱伝導性が低いので、蓄熱し易い傾向がある。すなわち、高分子材料は熱運動が無機ガラス材料に比べて容易に起こり、運動や反応に必要な熱量が少なくて済むので、無機ガラス材料に比べて、比較的低い照射エネルギーでも誘起構造が形成される可能性がある。しかし、高分子材料であるプラスチック構造体に関して、パルス幅が１０^-12秒以下である（例えば、パルス幅がフェムト秒のオーダーである）超短パルスレーザーの照射による誘起構造形成の検討は、現在まで、無機ガラス材料ほどには行われていなかった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、プラスチック材料がボイドや亀裂等の劣化が生じやすい材料であっても、パルス幅が１０^-12秒以下の超短パルスレーザーの照射により、ボイドや亀裂などの劣化を生じさせずに、精密に制御された構造変化部を有するプラスチック構造体を製造する方法および該製造方法により作製されたプラスチック構造体を提供することにある。
本発明の他の目的は、パルス幅が１０^-12秒以下の超短パルスレーザーの照射強度に制約されずに、精密に制御された構造変化部を有するプラスチック構造体を製造することができるプラスチック構造体の製造方法および該製造方法により作製されたプラスチック構造体を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、構造が変化した構造変化部の加工幅を効果的に広げることができるプラスチック構造体の製造方法および該製造方法により作製されたプラスチック構造体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成するため鋭意検討した結果、パルス幅が１０^-12秒以下のレーザーの照射エネルギーを吸収する物質の薄層を、プラスチック材料の表面に形成し、前記薄層側からプラスチック材料に対して、パルス幅が１０^-12秒以下の超短パルスレーザー（以下、単に「超短パルスレーザー」と称する場合がある）の照射を行うと、レーザー加工が円滑に行われるとともに、ボイドや亀裂などの劣化が生じておらず、また、超短パルスレーザーの強度に制約されずに任意のレーザー加工を行うことができ、しかも精密に構造が制御されたプラスチック材料の加工品を得ることができることを見出し、本発明を完成させた。
【０００８】
すなわち、本発明は、プラスチック材料の表面に、パルス幅が１０^-12秒以下のレーザーの照射エネルギーを吸収する物質の薄膜層を形成し、該薄膜層側から、照射エネルギーが５００ｍＷ以下であり、且つパルス幅が１０^-12秒以下のレーザーを、該薄膜層を通して、プラスチック材料に照射して、構造が変化した構造変化部を有するプラスチック構造体を製造することを特徴とするプラスチック構造体の製造方法を提供する。
【０００９】
本発明では、レーザーの焦点をレーザーの照射方向に対して平行な方向又は垂直な方向に移動させることにより、レーザーの照射方向に対して平行な方向又は垂直な方向に、ライン状の構造変化部を形成することができる。
【００１０】
また、本発明は、前記プラスチック構造体の製造方法により作製されたことを特徴とする表面に薄膜層を有するプラスチック構造体を提供する。該表面に薄膜層を有するプラスチック構造体では、構造変化部は、レーザーの照射方向と平行又は垂直な方向に沿って延びていることが好ましい。また、構造変化部における長手方向に対する垂直な面の断面の形状は、略円形又は略四角形であることが好ましい。さらにまた、構造変化部における構造の変化は、架橋反応、相分離、又は分解反応による構造の変化であってもよい。
【００１１】
【発明の実施の態様】
以下に、本発明を必要に応じて図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、同一の部材又は部位については、同一の符号を付している場合がある。
［プラスチック構造体の製造方法］
本発明では、プラスチック材料の表面に、パルス幅が１０^-12秒以下のレーザーの照射エネルギーを吸収する物質（「レーザーエネルギー吸収性物質」と称する場合がある）の薄膜層を形成し、該薄膜層側から、パルス幅が１０^-12秒以下のレーザーをプラスチック材料に照射することにより、構造が変化した構造変化部を有するプラスチック構造体を製造している。そのため、超短パルスレーザーの照射の強度が大きくても、該超短パルスレーザーの照射エネルギーをレーザーエネルギー吸収性物質が吸収することができ、また、照射エネルギーの吸収により励起された、表面層のレーザーエネルギー吸収性物質（例えば、励起色素など）から、プラスチック材料（ポリマー成分）へのエネルギー移動によりエネルギーが拡散されるため、ボイドや、亀裂等のクラックなどが生じることを防止することができる。従って、加工幅を広げるために、超短パルスレーザーの照射強度を高めても、必要以上の照射エネルギーはレーザーエネルギー吸収性物質に吸収されるので、ボイドや亀裂等の発生による劣化を防止しつつ、加工幅を広げることが可能である。
【００１２】
（レーザーエネルギー吸収性物質）
レーザーエネルギー吸収性物質としては、超短パルスレーザーの照射エネルギー（又はレーザー光線）を吸収することができる物質又は化合物であれば特に制限されない。超短パルスレーザーを用いた照射では、２光子吸収反応が生じることにより、レーザーエネルギー吸収性物質が吸収する照射付近の超短パルスレーザーの波長又はそのピークは、４００ｎｍ付近となる場合がある。従って、レーザーエネルギー吸収性物質としては、超短パルスレーザーの照射部及びその付近における波長又はそのピークが約４００ｎｍ（例えば、３００〜５００ｎｍ、好ましくは３５０〜４５０ｎｍ）となる照射エネルギーを吸収することが可能な物質が好ましい。
【００１３】
より具体的には、レーザーエネルギー吸収性物質としては、例えば、ポリシラン系物質、着色剤、光重合開始剤、光安定剤などが挙げられる。レーザーエネルギー吸収性物質は単独で又は２種以上組み合わせて使用することができる。
【００１４】
前記ポリシラン系物質としては、例えば、ケイ素−ケイ素結合を有する主鎖から構成されているポリマーであるポリシラン系ポリマーが挙げられる。ポリシラン系物質は単独で又は２種以上組み合わせて使用することができる。
【００１５】
ポリシラン系ポリマーにおいて、主鎖のケイ素原子に置換している置換基としては、特に制限されず、例えば、水素原子、有機基、ハロゲン原子などが挙げられる。より具体的には、ポリシラン系ポリマーとしては、例えば、下記式（１）で表される構造単位を有するポリマーを用いることができる。
【化１】

（式（１）において、Ｒ¹、Ｒ²は、同一又は異なって、水素原子、ヒドロキシル基、アルコキシ基、炭化水素基、ハロゲン原子、ポリシラン骨格を示す。）
【００１６】
前記式（１）において、Ｒ¹、Ｒ²は、同一又は異なっていてもよい。Ｒ¹又はＲ²のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、ｓ−ブチルオキシ基、ｔ−ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基などの炭素数が１〜２０程度のアルコキシ基が挙げられる。炭化水素基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基などが挙げられる。アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基などの炭素数１〜２０程度のアルキル基が挙げられる。シクロアルキル基には、シクロヘキシル基などの炭素数５〜１０程度のシクロアルキル基が含まれる。また、アリール基としては、フェニル基、ナフチル基や、ビフェニル基、クメニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基などが挙げられる。炭化水素基は、例えば、ヒドロキシル基、アルコキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アシル基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、ハロゲン原子、炭化水素基などの置換基を有していてもよい。ハロゲン原子には、フッ素、塩素、臭素原子が含まれる。
【００１７】
ポリシラン骨格は、前記式（１）で表される構造単位を有するポリシランの骨格を示している。ポリシラン系ポリマーは、ホモポリマーであってもよく、コポリマーであってもよい。なお、ポリシラン系ポリマーがコポリマーの場合、ポリシラン系ポリマーとしては、例えば、前記式（１）で表される複数種（２種以上）の構造単位を有するコポリマーが挙げられる。コポリマーは、ランダム共重合体又はブロック共重合体のいずれであってもよい。ポリシラン系ポリマーは、直鎖状、環状、三次元網目状などのいずれの形状を有していてもよい。
【００１８】
ポリシラン系ポリマーとしては、例えば、ポリシラン；ポリ（ジメチルシラン）、ポリ（メチルエチルシラン）、ポリ（メチルプロピルシラン）、ポリ（メチルブチルシラン）、ポリ（メチルヘキシルシラン）、ポリ（ジヘキシルシラン）、ポリ（ジドデシルシラン）等のポリ（アルキルアルキルシラン）；ポリ（メチルシクロヘキシルシラン）等のポリ（アルキルシクロアルキルシラン）；ポリ（メチルフェニルシラン）、ポリ（エチルフェニルシラン）、ポリ（プロピルフェニルシラン）、ポリ（イソプロピルフェニルシラン）、ポリ（ブチルフェニルシラン）、ポリ（ヘキシルフェニルシラン）等のポリ（アルキルアリールシラン）；ポリ（ジフェニルシラン）等のポリ（アリールアリールシラン）；ポリフェニルシリン、ポリメチルシリン等のケイ素原子の３次元構造を有する（ケイ素原子が３次元的に結合された構造を有する）ケイ素原子含有ポリマーなどのホモポリマーや、ポリ（ジメチルシラン−メチルシクロヘキシルシラン）、ポリ（ジメチルシラン−メチルフェニルシラン）などのコポリマーなどが挙げられる。
【００１９】
なお、このようなポリシラン系ポリマーに対して、パルス幅が１０^-12秒以下の超短パルスレーザーを照射すると、超短パルスレーザーの照射エネルギーを吸収して、シロキサン結合やシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）が生成する。
【００２０】
前記着色剤には、例えば、顔料、染料又は色素などが含まれる。着色剤としては、染料又は色素を好適に用いることができる。染料としては、塩基性染料、酸性染料、直接染料などの各種染料を用いることができる。具体的には、染料又は色素としては、例えば、ニトロ染料、ニトロソ染料、スチルベン染料、ピラゾロン染料、チアゾール染料、アゾ染料、ポリアゾ染料、カルボニウム染料、キノアニル染料、インドフェノール染料、インドアニリン染料、インダミン染料、キノンイミン染料、アジン染料、酸化染料、オキサジン染料、チアジン染料、アクリジン染料、ジフェニルメタン染料、トリフェニルメタン染料、キサンテン染料、チオキサンテン染料、硫化染料、ピリジン染料、ピリドン染料、チアジアゾール染料、チオフェン染料、ベンゾイソチアゾール染料、ジシアノイミダゾール染料、ベンゾピラン染料、ベンゾジフラノン染料、キノリン染料、インジゴ染料、チオインジゴ染料、アントラキノン染料、ベンゾフェノン染料、ベンゾキノン染料、ナフトキノン染料、フタロシアニン染料、シアニン染料、メチン染料、ポリメチン染料、アゾメチン染料、縮合メチン染料、ナフタルイミド染料、ペリノン染料、トリアリールメタン染料、ザンセン染料、アミノケトン染料、オキシケトン染料、インジゴイド染料などが挙げられる。
【００２１】
また、染料又は色素は、非線形光学色素であってもよい。非線形光学色素としては、特に制限されず、公知乃至慣用の非線形光学色素（例えば、ベンゼン系非線形光学色素、スチルベン系非線形光学色素、シアニン系非線形光学色素、アゾ系非線形光学色素、ローダミン系非線形光学色素、ビフェニル系非線形光学色素、カルコン系非線形光学色素、シアノ桂皮酸系非線形光学色素など）を用いることができる。
【００２２】
さらにまた、染料又は色素としては、いわゆる「機能性色素」も用いることができる。前記機能性色素は、例えば、キャリアー生成材料とキャリアー移動材料とで構成されている。キャリアー生成材料には、例えば、ペリレン系顔料、キノン系顔料、スクアリリウム色素、アズレニウム色素、チアピリリウム色素、ビスアゾ系顔料などが含まれる。キャリアー移動材料には、例えば、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ヒドラゾン誘導体、アリールアミン誘導体などが含まれる。
【００２３】
前記光重合開始剤には、例えば、アセトフェノン系光重合開始剤、ベンゾインエーテル系光重合開始剤、ベンゾフェノン系光重合開始剤、キサントン系光重合開始剤、チオキサントン系光重合開始剤、アミン系光重合開始剤、ベンジルケタール系光重合開始剤、アシロキシムエステル系光重合開始剤などが含まれる。
【００２４】
また、前記光安定剤としては、紫外線吸収剤を好適に用いることができる。紫外線吸収剤としては、例えば、サリチル酸系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、桂皮酸系紫外線吸収剤、ｐ−アミノ安息香酸系紫外線吸収剤、ジベンゾイルメタン系紫外線吸収剤などが挙げられる。
【００２５】
レーザーエネルギー吸収性物質による薄膜層の厚みとしては、例えば、０．１〜３０μｍ（好ましくは１〜２０μｍ）程度の範囲から選択することができる。レーザーエネルギー吸収性物質による薄膜層の厚みが薄すぎると（例えば、０．１μｍ未満であると）、超短パルスレーザーの照射により形成された構造変化部を精密に制御することが困難になり、特に、クラック等の劣化を生じさせることになる。一方、レーザーエネルギー吸収性物質による薄膜層の厚みが厚すぎると（例えば、３０μｍを超えると）、レーザーエネルギー吸収性物質に照射エネルギーがほとんど吸収されて、プラスチック材料を加工するエネルギーが十分得られず、プラスチック材料のレーザー加工が困難となる場合がある。
【００２６】
レーザーエネルギー吸収性物質による薄膜層は、プラスチック材料の表面に少なくとも部分的に（例えば、構造変化部を形成する部位またはその付近を含む部位の表面に）形成されていればよいが、表面全体に形成されていることが好ましい。
【００２７】
レーザーエネルギー吸収性物質による薄膜層の形成方法としては、特に制限されず、プラスチック材料の表面にレーザーエネルギー吸収性物質による層を積層することができる方法であればよい。このような積層方法としては、公知乃至慣用の成膜方法やラミネート法を利用することができ、例えば、レーザーエネルギー吸収性物質を溶媒やマトリックス（例えば、各種ポリマー成分）に溶解又は分散させて、キャスト、スピンコート等を行う方法などが挙げられる。
【００２８】
（ポリマー成分）
プラスチック材料としては、例えば、単一の化学構造（モノマー単位又は繰り返し単位など）を有するポリマー成分（例えば、ホモポリマー、コポリマーなど）からなっていてもよく、複数の化学構造を有するポリマー成分（例えば、ポリマーアロイ、ポリマーブレンドなど）からなっていてもよい。このようなプラスチック材料を構成するポリマー成分としては、特に制限されず、有機系高分子であってもよく、無機系高分子であってもよい。ポリマー成分は２種以上組み合わせて使用することができる。
【００２９】
プラスチック材料を構成するポリマー成分としては、例えば、ポリイソプレンやポリブタジエンなどのポリジエン類；ポリイソブチレンなどのポリアルケン類；ポリアクリル酸ブチル、ポリアクリル酸エチルなどのポリアクリル酸エステル類；ポリブトオキシメチレンなどのポリビニルエステル類；ポリウレタン類；ポリシロキサン類；ポリサルファイド類；ポリフォスファゼン類；ポリトリアジン類；ポリカーボラン類、ポリカーボネート（ＰＣ）；ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのメタクリレート系樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル系樹脂；ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）（ポリエーテルサルホン）；ポリノルボルネン；エポキシ系樹脂；ポリアリール；ポリイミド；ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）；ポリアミドイミド；ポリエステルイミド；ポリアミド；ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）などのスチレン系樹脂；ポリフェニレンエーテルなどのポリアリーレンエーテル；ポリアリレート；ポリエーテルエーテルケトンやポリエーテルケトンケトンなどのポリエーテルケトン類；ポリカーボネート（ＰＣ）；ポリアセタール；ポリフェニレンスルフィド；ポリスルホン（ポリサルホン）；ポリエーテルエーテルケトンやポリエーテルケトンケトン；ポリビニルアルコール；ポリビニルピロリドンなどのポリエーテルケトン類などが挙げられる。
【００３０】
また、ポリマー成分としては、フッ化ビニリデン系樹脂、ヘキサフルオロプロピレン系樹脂、ヘキサフルオロアセトン系樹脂等のフッ素系樹脂を用いることもできる。
【００３１】
さらにまた、ポリマー成分としては、ポリシラン等のポリシラン系ポリマーが配合されていても良い。プラスチック材料にポリシラン系ポリマーが含まれていると、プラスチック材料の機械的特性を向上させることができ、優れた作業性で誘起構造部を形成することができる。また、ポリシラン系ポリマーは、光照射により構造がケイ素−ケイ素結合（Ｓｉ−Ｓｉ結合）が切断されて、シロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合）やシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）が生成して、屈折率が大きく変化したり（例えば、低下したり）、ラジカルを発生したりするなどの特徴を有しており、複合材料として有用である。
【００３２】
なお、ポリシラン系ポリマーとしては、前記レーザーエネルギー吸収性物質として例示されているポリシラン系ポリマーを用いることができる。具体的には、ポリシラン系ポリマーとしては、例えば、ポリシラン；ポリ（ジメチルシラン）、ポリ（メチルエチルシラン）、ポリ（メチルプロピルシラン）、ポリ（メチルブチルシラン）、ポリ（メチルヘキシルシラン）、ポリ（ジヘキシルシラン）、ポリ（ジドデシルシラン）等のポリ（アルキルアルキルシラン）；ポリ（メチルシクロヘキシルシラン）等のポリ（アルキルシクロアルキルシラン）；ポリ（メチルフェニルシラン）、ポリ（エチルフェニルシラン）、ポリ（プロピルフェニルシラン）、ポリ（イソプロピルフェニルシラン）、ポリ（ブチルフェニルシラン）、ポリ（ヘキシルフェニルシラン）等のポリ（アルキルアリールシラン）；ポリ（ジフェニルシラン）等のポリ（アリールアリールシラン）；ポリフェニルシリン、ポリメチルシリン等のケイ素原子の３次元構造を有する（ケイ素原子が３次元的に結合された構造を有する）ケイ素原子含有ポリマーなどのホモポリマーや、ポリ（ジメチルシラン−メチルシクロヘキシルシラン）、ポリ（ジメチルシラン−メチルフェニルシラン）などのコポリマーなどが挙げられる。
【００３３】
このようなプラスチック材料に超短パルスレーザーの照射を行うと、レーザーの照射部において、ポリマー成分により、一旦ミクロドメイン熱溶融が起こり、照射の終了や照射部の移動により、再度相分離構造が形成されて、すなわち、構造が変化した構造変化部と、構造が変化していない構造未変化部とによる相分離構造が形成されることになる。なお、この相分離構造の再生時に架橋（硬化）反応などが並列的に起こると、相分離が一層促進され、出来上がった相分離構造は、元の相分離構造よりもドメイン構造などの寸法や形態が大きくなる場合がある。特に、本発明では、レーザーエネルギー吸収性物質による薄膜層が表面に形成されているプラスチック材料を用いているので、より一層効果的に構造が変化した構造変化部を、クラック等の劣化を生じさせることなく安定的に形成することができる。従って、超短パルスレーザーの照射エネルギーの強度に制約されず、より安定的に構造変化部を形成することが可能となる。
【００３４】
ポリマー成分の分子量（重量平均分子量など）は特に制限されない。ポリマー成分の分子量（重量平均分子量など）は、目的とするプラスチック構造体に応じて適宜選択することができ、例えば、１，０００以上（好ましくは１０，０００〜５００，０００程度）の範囲から選択することができる。
【００３５】
なお、プラスチック材料は、無機化合物や金属化合物などの他の材料を分散状態で含んだ複合体や他の材料を層状の状態で含んだ積層体であってもよい。また、必要に応じて架橋剤、滑剤、静電防止剤、可塑剤、分散剤、安定剤、界面活性剤、無機あるいは有機の充填剤など含有していてもよい。
【００３６】
また、プラスチック材料は、可視光波長領域（例えば、４００ｎｍ〜８００ｎｍ）において全光線透過率が１０％以上（好ましくは５０％以上、さらに好ましくは８５％以上）であることが好ましい。このように、１０％以上の光透過性を有していると、波長が可視光波長領域にある超短パルスレーザーの照射により、レーザー加工が容易に出来るようになる。なお、本来は、可視光の波長領域において、光吸収を起こす成分による層が表面に形成されていると、レーザー光の強度が前記層中で減衰されるので、プラスチック材料のレーザー加工を円滑に行うことが困難になる。しかし、本発明では、逆に、プラスチック材料の表面に形成されたレーザーエネルギー吸収性物質による層により、超短パルスレーザーの照射エネルギーが吸収されて透過性が低下しているが、これにより、クラック等の劣化を生じさせずに、構造が変化した構造変化部を精密に制御して形成することが可能となっている。
【００３７】
特に、本発明では、構造変化部には、屈折率等の物理的特性にも変化（変調）が生じている場合がある。構造変化部におけるドメインの構造部の屈折率が、構造が変化していない構造未変化部におけるドメインの構造部の屈折率に対して、０．０００５以上異なっていれば（すなわち、前記各部の屈折率の差が０．０００５以上であれば）、光導波路などの光学的な機能材料として、使用出来る可能性がある。従って、本発明では、構造変化部と、構造未変化部との屈折率の差が０．０００５以上となるように、構造変化部の構造が変化していることが好ましい。このような構造変化部の屈折率と、構造未変化部の屈折率との差としては、０．０００５以上（好ましくは０．０００８以上、さらに好ましくは０．００１以上）であることが望ましい。また、前記屈折率差は、０．００５以上（特に０．０１以上）であると、光学的な機能材料としてより一層有効に使用できる。
【００３８】
（超短パルスレーザー）
超短パルスレーザーとしては、パルス幅が１０^-12秒以下であれば特に制限されず、パルス幅が１０^-15秒のオーダーのパルスレーザーを好適に用いることができる。パルス幅が１０^-15秒のオーダーであるパルスレーザーには、パルス幅が１×１０^-15秒〜１×１０^-12秒であるパルスレーザーが含まれる。より具体的には、超短パルスレーザーとしては、パルス幅が１０×１０^-15秒〜５００×１０^-15秒（好ましくは５０×１０^-15秒〜３００×１０^-15秒）程度であるパルスレーザーが好適である。
【００３９】
パルス幅が１０^-12秒以下である超短パルスレーザーは、例えば、チタン・サファイア結晶を媒質とするレーザーや色素レーザーを再生・増幅して得ることができる。
【００４０】
超短パルスレーザーにおいて、その波長としては、例えば、可視光の波長領域（例えば、４００〜８００ｎｍ）であることが好ましい。本発明では、超短パルスレーザーの波長又はそのピークは４００ｎｍ付近であってもよい。また、超短パルスレーザーにおいて、その繰り返しとしては、例えば、１Ｈｚ〜８０ＭＨｚの範囲から選択することができ、通常、１０Ｈｚ〜５００ｋＨｚ程度である。
【００４１】
なお、超短パルスレーザーの平均出力又は照射エネルギーとしては、特に制限されず、目的とする変化部の大きさや変化の種類又は該変化の程度等に応じて適宜選択することができ、例えば、５００ｍＷ以下（例えば、１〜５００ｍＷ）、好ましくは５〜３００ｍＷ、さらに好ましくは１０〜１００ｍＷ程度の範囲から選択することができる。このように、本発明では、超短パルスレーザーの照射エネルギーは低くてもよい。
【００４２】
また、超短パルスレーザーの照射スポット径としては、特に制限されず、目的とする変化部の大きさやその変化の種類又は該変化の程度、レンズの大きさや開口数又は倍率などに応じて適宜選択することができ、例えば、５０μｍ以下（好ましくは０．１〜１０μｍ程度）の範囲から選択することができる。
【００４３】
（プラスチック構造体の作製）
本発明のプラスチック構造体は、前記プラスチック材料に、超短パルスレーザーを、レーザーエネルギー吸収性物質による薄膜層側から照射することにより、プラスチック材料の表面又は内部に構造が変化した構造変化部を形成して作製される。図１は本発明のプラスチック構造体の製造方法の一例を示す概略鳥瞰図である。図１において、１はプラスチック構造体、２は構造変化部、３は構造未変化部、４はプラスチック材料、５はレーザーエネルギー吸収性物質による薄膜層、６はパルス幅が１０^-12秒以下である超短パルスレーザー（単に「レーザー」と称する場合がある）、６ａはレンズ、Ｌはレーザー６の照射方向である。プラスチック構造体１は、プラスチック材料４からなっており、構造変化部２は、レーザー６の照射による影響を受けて構造が変化した部位である。また、構造未変化部３は、レーザー６の照射による影響を受けておらず、構造が変化していない部位であり、元の構造を保持している。すなわち、構造未変化部３は、元の状態又は形態を保持している。
【００４４】
レーザー６は、プラスチック材料４に向けて、レーザーエネルギー吸収性物質による薄膜層５側から、照射方向Ｌの向き（すなわちＺ軸と平行な方向）で、薄膜層５を通してプラスチック材料４に照射している。なお、レーザー６はレンズ６ａを用いることにより焦点を絞って合わせることができる。従って、レーザーの焦点を絞って合わせる必要が無い場合等では、レンズを用いる必要はない。
【００４５】
また、プラスチック材料４は略直方体であり、その上面はＸ−Ｙ平面に対して平行（又はＺ軸に対して垂直）となっている。なお、プラスチック材料４の形状としては、直方体を用いているが、如何なる形状のものであってもよく、またその大きさも特に制限されない。
【００４６】
７ａはレーザー６の照射をし始めたときの焦点を合わせた最初の位置又はその中心位置（「照射開始位置」と称する場合がある）、７ｂはレーザー６の照射を終えたときの焦点を合わせた最終の位置又はその中心位置（「照射終了位置」と称する場合がある）であり、７ｃはレーザー６の照射の焦点又はその中心位置（単に「焦点位置」と称する場合がある）が照射開始位置７ａから照射終了位置７ｂに移動する移動方向である。７はレーザー６の照射の焦点位置又は焦点の中心位置が移動した軌跡（「焦点位置軌跡」と称する場合がある）である。すなわち、図１では、レーザー６の焦点位置を、照射開始位置７ａから照射終了位置７ｂにかけて、焦点位置の移動方向７ｃの方向で、連続的に直線的に移動させており、該移動した焦点位置の軌跡が焦点位置軌跡７である。該焦点位置軌跡７において、焦点位置が移動した方向７ｃは、レーザー６の照射方向Ｌと垂直な方向（図１では、Ｘ軸と平行な方向）である。
【００４７】
具体的には、プラスチック材料４にレーザー６が照射方向Ｌの方向で薄膜層５を通して照射されて、前記レーザー６の焦点位置軌跡７上の各焦点位置及びその周辺部（近辺部）において、プラスチック材料の構造に変化が生じて、構造変化部が形成されている。また、レーザー６の照射に際して、プラスチック材料４の上面から一定の深さに保持して、その焦点の位置を連続的に移動させているので、プラスチック材料４の構造が変化している部位も焦点位置の移動に応じて連続的に移動して、移動方向に延びて変化した部位（「変化部位」と称する場合がある）からなる構造変化部２が形成されている。図１に示すように、レーザー６の焦点位置を、移動方向７ｃの方向に、照射開始位置７ａから照射終了位置７ｂに移動させた場合、移動方向７ｃの方向に沿って形成された構造変化部２を形成することができる。従って、構造変化部２の長手方向は、移動方向７ｃの方向である。
【００４８】
図２は本発明のプラスチック構造体の製造方法の他の例を示す概略鳥瞰図である。図２において、１１はプラスチック構造体、２１は構造変化部、３１は構造未変化部、４１はプラスチック材料、５１はレーザーエネルギー吸収性物質による薄膜層、７１ａは照射開始位置、７１ｂは照射終了位置、７１ｃは焦点位置が照射開始位置７１ａから照射終了位置７１ｂに移動する移動方向であり、７１は焦点位置軌跡である。なお、６、６ａ及びＬは、図１と同様である。
【００４９】
図２では、レーザー６の焦点位置を、移動方向７１ｃの方向（レーザー６の照射方向Ｌと平行な方向）に、照射開始位置７１ａから照射終了位置７１ｂに移動させた場合であり、焦点位置軌跡７１の方向は、レーザー６の照射方向Ｌと平行な方向（図２では、Ｚ軸と平行な方向）となっている。具体的には、プラスチック材料４１レーザー６を照射方向Ｌの方向で薄膜層５１を通して照射し、さらにレーザー６の焦点位置をレーザー６の照射方向Ｌと平行な方向である移動方向７１ｃの方向に、照射開始位置７１ａから照射終了位置７１ｂに移動させている。その結果、構造変化部２１が、移動方向７１ｃの方向（すなわち、レーザー６の照射方向Ｌに対して平行な方向に沿って形成されている。従って、構造変化部２１の長手方向は、移動方向７１ｃの方向である。なお、構造未変化部３１は、レーザー６の照射による影響を受けておらず、構造が変化していない部位（元の状態又は形態を保持している部位）である。
【００５０】
このように本発明では、レーザー６の焦点の位置をレーザーの照射方向に対して平行な方向又は垂直な方向に移動させることにより、焦点位置の移動方向（レーザーの照射方向に対して平行な方向又は垂直な方向）に連続的に構造が変化して形成された、ライン状の構造変化部を形成させることができる。この際、レーザー６の焦点位置の移動方向は、特に制限されず、如何なる方向であってもよい。例えば、レーザー６の照射方向Ｌに対して、垂直な方向、平行な方向（レーザー６の照射方向と同一の方向又は反対の方向）、斜めの方向などが挙げられる。レーザー６の焦点位置は、何れかの方向のみに直線的に移動させることもでき、種々の方向に曲線的に移動させることもできる。また、レーザー６の焦点位置は、連続的又は間欠的に移動させることもできる。
【００５１】
レーザー６の焦点位置を移動させる速度（移動速度）は、特に制限されず、プラスチック材料の材質やレーザー６の照射エネルギーの大きさ等に応じて適宜選択することができる。なお、前記移動速度をコントロールすることにより、誘起構造部の大きさ等をコントロールすることも可能である。
【００５２】
また、超短パルスレーザーは、単数で用いてもよく、複数で用いてもよい。すなわち、超短パルスレーザーを照射する際には、１光束で照射する方法や、多光束干渉で照射する方法を採用することができる。なお、多光束干渉で照射する方法とは、複数のレーザーを多方向から照射して、その交点又はその近傍に誘起構造部を形成するような光の干渉を利用して照射する方法を意味しており、一光束で照射する方法とは、前記のような光の干渉を利用せずに、単一のレーザー（単光源）で照射する方法を意味している。例えば、２光束干渉でレーザーを照射する方法としては、２台のレーザーを用いて照射する方法や、ビームスプリッター（例えば、ハーフミラー、プリズム、グレーティングなど）を用いて１台のレーザーによる光を分光して照射する方法などを採用することができる。
【００５３】
本発明において、構造変化部の形状（例えば、断面形状など）は特に制限されない。具体的には、構造変化部における断面形状としては、レーザーの照射方向に対する焦点位置の移動方向に応じて、例えば、略円形状、略多角形状（例えば、略四角形状など）などが例示できる。前記略円形状としては、円形的な形状であればよく、例えば、真円形状、楕円形状などの円形状又はこれに類似する形状（卵型形状などの歪みのある楕円形状など）などが挙げられる。なお、略円形状における弧は波形状や鋸状などの凹凸状を有していてもよい。また、前記略多角形状としては、多角形的な形状であればよく、例えば、略四角形状、略六角形状、略八角形状などが挙げられる。前記略四角形状には、例えば、正方形状、長方形状、台形状、対向する辺がいずれも平行でない四角形状などの四角形状又はこれに類似する形状（歪みのある四角形状など）などが含まれる。なお、略多角形状における角は、角張っていても丸まっていてもよく、これらの複数の角はそれぞれ異なった形状を有していてもよい。また、略多角形状における角の角度（内角の角度）は、特に制限されず、例えば、略四角形状の場合、角のそれぞれの角度は直角であってもよく、鋭角又は鈍角であってもよい。さらにまた、略多角形状（略四角形状など）における辺は、それぞれ、直線状であってもよく、波形状や鋸歯状などの凹凸状であってもよい。
【００５４】
なお、前記断面形状における切断面には、例えば、レーザーの焦点位置の移動方向（長手方向）に対して垂直な面、レーザーの照射方向に対して対する垂直な面、レーザーの照射方向に対して平行な面などが含まれる。
【００５５】
本発明では、構造変化部は、超短パルスレーザーの焦点位置又は照射位置を起点にし、照射方向側に構造が変化した構造変化部位が連続して、焦点位置の移動方向（長手方向）に向かって形成されているような状態又は形態として作製することができる。例えば、焦点位置を照射方向に垂直な方向に移動させた場合、長手方向に対する垂直断面形状が、焦点位置を起点として（すなわち、上端として）、照射方向に延びた又は拡がるような略楕円形状又は略長方形状となり、該長手方向に対する垂直断面形状が焦点の移動方向（長手方向）に連続して形成されたような構造変化部を形成することができる。このように、構造変化部は、レーザーの照射方向と平行又は垂直な方向に沿って延びていてもよい。
【００５６】
また、構造の変化の程度は、均一であってもよく、不均一であってもよい。従って、誘起構造部は、変化した程度が均一的であるように構造が変化して形成されているような構成であってもよく、また、誘起構造未形成部側の端部から内部又は焦点位置若しくはその中心に向かって、変化した程度が徐々に連続的に増加するように構造が変化して形成されているような構成であってもよい。従って、誘起構造部と、誘起構造未形成部との界面（又は境界）は、明瞭又は不明瞭となっていてもよい。
【００５７】
１つのプラスチック構造体において、構造変化部の数は、特に制限されず、単数であってもよく、複数であってもよい。内部に複数の構造変化部を有しているプラスチック構造体では、適度な間隔を隔てて構造変化部を積層したような積層構造とすることも可能である。１つのプラスチック構造体の内部に複数の構造変化部が設けられている場合、構造変化部間の間隔は、任意に選択することができる。前記構造変化部間の間隔は、５μｍ以上であることが好ましい。プラスチック構造体の内部に設けられた構造変化部間の間隔が５μｍ未満であると、構造変化部の作製時に構造変化部同士が融合して、独立した複数の構造変化部とすることができない場合がある。
【００５８】
構造変化部の大きさ、形状、構造の変化の程度は、レーザーエネルギー吸収性物質の種類やその薄膜層の厚み、レーザーの照射時間、レーザーの焦点位置の移動方向やその速度、プラスチック構造体の材質の種類、レーザーのパルス幅の大きさや照射エネルギーの大きさ、レーザーの焦点を調整するためのレンズの開口数や倍率などにより適宜調整することができる。
【００５９】
プラスチック構造体の作製方法としては、図１〜２で示されているように、パルス幅が１０^-12秒以下の超短パルスレーザーを、その焦点をレンズを利用して絞って合わせて、プラスチック材料の任意の部位（又は箇所）にレーザーエネルギー吸収性物質による薄膜層側から照射し、必要に応じて前記超短パルスレーザーの焦点位置（又は照射位置）を移動させることにより、構造変化部が任意の部位（特に内部の部位）に設けられたプラスチック構造体を作製する方法が好適に採用される。前記超短パルスレーザーの焦点位置の移動は、レーザー及びレンズと、プラスチック材料（又はプラスチック構造体）との相対位置を動かせることにより、例えば、レーザー及びレンズ、及び／又はプラスチック材料を移動させることにより、行うことができる。具体的には、例えば、２次元又は３次元の方向に精密に動かすことができるステージ上にプラスチック材料（照射サンプル）を設置し、超短パルスレーザー発生装置及びレンズを前記プラスチック材料に対して焦点が合うよう（任意の部位でよい）に固定し、前記ステージを動かせて焦点位置を移動させることにより、プラスチック材料の任意の部位に、目的とする形状の構造変化部を作製することができる。
【００６０】
前記ステージの移動速度、移動方向や移動時間などをコントロールすることにより、超短パルスレーザーの照射を２又は３次元的な連続性を持って任意に行うことができる。
【００６１】
このように、本発明のプラスチック構造体は、プラスチック材料の表面にレーザーエネルギー吸収性物質による薄膜層を形成し、パルス幅が１０^-12秒以下の超短パルスレーザーをその焦点を絞って前記薄膜層側から照射して、必要に応じて前記焦点位置を移動させるという簡単な操作により、任意の部位（内部など）に構造が変化した部位（構造変化部）が形成されたプラスチック構造体を作製することができる。しかも、超短パルスレーザーの照射エネルギーは低くてもよい。
【００６２】
特に本発明では、構造変化部の大きさが、直径又は１辺の長さが１ｍｍ以下（好ましくは５００μｍ以下）の極めて小さななものであっても、レーザーとして超短パルスレーザーを用いることにより、精密に構造変化部を制御して作製することができる。
【００６３】
本発明において、プラスチック構造体の構造変化部における構造の変化としては、架橋反応、相分離や分解反応による構造の変化が挙げられる。なお、本発明では構造変化部における構造の変化としては、例えば、前記相分離による構造の変化とともに、他の形態による構造の変化（例えば、熱溶融・冷却による構造の変化、架橋反応による構造の変化、分解反応による構造の変化）が併用されていてもよい。従って、構造変化部の構造の変化には、物理的及び／又は化学的な構造の変化が含まれる。
【００６４】
本発明では、プラスチック構造体において、構造の変化により物性が変化する。このような変化する物性は、特に制限されず、例えば、電気的特性（耐電圧、抵抗率、誘電率など）、光学的特性（着色性、光吸収性、発光性、屈折率、光線透過率、光学的角度偏差など）、機械的特性（強度、伸度、粘弾性など）、熱的特性（耐熱性など）、物理的特性（溶解度、ガス透過性、吸湿性など）などが挙げられる。特に本発明では、プラスチック構造体としては、構造の変化により屈折率が変化した構造変化部を有していることが好ましい。すなわち、構造変化部と構造未変化部とは屈折率が異なっていることが好ましい。
【００６５】
構造変化部を有するプラスチック構造体は、そのままプラスチック部材として用いてもよく、他の部材と組み合わせて用いてもよい。また、形成された構造変化部を選択的に除去して、プラスチック構造体において、構造変化部が形成されていた部位を空洞化して用いることもできる。この場合、さらに、前記空洞化したものに対して、無電解メッキ等による導電性の付与処理、親水性の付与処理、第二物質の後充填処理などの後処理を行うこともできる。さらにまた、構造変化部を有するプラスチック構造体は、延伸や収縮などの加工処理を行い、さらに必要に応じて後処理を行うこともできる。このように、構造変化部を有するプラスチック構造体には、任意の加工や処理を施すことが可能である。
【００６６】
本発明のプラスチック構造体は、例えば、光導波路、光拡散・散乱路などの光機能部材；精密な空間や流路などの形成用スペーサー機能を利用したマイクロマシーンやセンサー；電気的探針；バイオ機器；マイクロリアクターチップ；埋め込み型人工臓器やマイクロポーラス材料などの高機能なレーザー加工品の他、回折格子（透過型回折格子など）などとして好適に利用することができる。
【００６７】
【発明の効果】
本発明では、プラスチック材料の表面に形成されたレーザーエネルギー吸収性物質による薄膜層を通して、パルス幅が１０^-12秒以下の超短パルスレーザーを照射しているので、プラスチック材料がボイドや亀裂等の劣化が生じやすい材料であっても、ボイドや亀裂などの劣化を生じさせずに、精密に制御された構造変化部を有するプラスチック構造体を製造することができる。さらに、パルス幅が１０^-12秒以下の超短パルスレーザーの照射強度に制約されずに、精密に制御された構造変化部を有するプラスチック構造体を製造する。しかも、構造が変化した構造変化部の加工幅を効果的に広げることができる。
【００６８】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
（実施例１）
フェノキシ樹脂からなる基材の一方の表面に、ポリシラン系ポリマー［ポリ（メチルフェニルシラン）］による薄膜層（薄膜層の厚み：約４μｍ）をスピンコート法により形成して、サンプル（「照射サンプルＡ」と称する場合がある）を作製した。
【００６９】
前記照射サンプルＡのポリシラン系ポリマーによる薄膜層側から深さが約５０μｍである内部の位置を焦点にして、チタン・サファイア・フェムト秒パルスレーザー装置及び対物レンズ（倍率：１０倍）を使用して、超短パルスレーザー（照射波長：８００ｎｍ、パルス幅：１５０×１０^-15秒、繰り返し：２００ｋＨｚ）を、照射エネルギー（平均出力）：２３ｍＷ、照射スポット径：約２０μｍの条件で、照射サンプルＡを照射方向に垂直な方向に移動速度：約５００μｍ／秒で移動させながら、照射サンプルＡの上面側から照射したところ、照射サンプルＡの内部に、超短パルスレーザーの照射を開始した焦点位置（照射開始位置）から、照射を止めた焦点位置（照射終了位置）にかけて、元のサンプルＡとは異なる構造を有する構造変化部が形成されたプラスチック構造体が得られた。
【００７０】
なお、前記構造変化部において、焦点位置の移動方向に対して垂直な面で切断した断面の形状は、略長方形状（長方形に近似した形状）であり、該略長方形状は、短軸が約１０μｍ、長軸が約２５５μｍであった。また、該略長方形状の構造変化部は、照射点又は焦点を起点に深さ方向（照射方向）に進行したものであった。さらに、構造変化部と、構造が変化していない元のままの状態である構造未変化部との屈折率差を求めたところ、１．０１×１０^-3であった。
【００７１】
特に、構造変化部には、ボイドや亀裂等のクラックなどは形成されておらず、劣化が生じていなかった。しかも、プラスチック構造体の内部に、精密に構造変化部が作製されていた。
【００７２】
（実施例２）
フェノキシ樹脂からなる基材に代えて、非晶性ポリエステル樹脂（商品名「バイロン」ＴＯＹＯＢＯ社製）からなる基材を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、サンプル（「照射サンプルＢ」と称する場合がある）を作製した。
【００７３】
この照射サンプルＢに対して、実施例１と同じパルスレーザー装置を使用して、同様の照射条件で照射したところ、照射サンプルＢの内部に、超短パルスレーザーの照射を開始した焦点位置（照射開始位置）から、照射を止めた焦点位置（照射終了位置）にかけて、元のサンプルＢとは異なる構造を有する構造変化部が形成されたプラスチック構造体が得られた。
【００７４】
なお、前記構造変化部において、焦点位置の移動方向に対して垂直な面で切断した断面の形状は、略長方形状（長方形に近似した形状）であり、該略長方形状は、短軸が約１０μｍ、長軸が１８０μｍであった。なお、該略長方形状の構造変化部は、照射点又は焦点を起点に深さ方向（照射方向）に進行したものであった。さらに、構造変化部と、構造が変化していない元のままの状態である構造未変化部との屈折率差を求めたところ、１．０５×１０^-3であった。
【００７５】
特に、構造変化部には、ボイドや亀裂等のクラックなどは形成されておらず、劣化が生じていなかった。しかも、プラスチック構造体の内部に、精密に構造変化部が作製されていた。
【００７６】
なお、実施例１〜２では、反射型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（日立製作所社製）を用いて、構造変化部を有するプラスチック構造体の断面の形態や形状の観察を行った。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラスチック構造体の製造方法の一例を示す概略鳥瞰図である。
【図２】本発明のプラスチック構造体の製造方法の他の例を示す概略鳥瞰図である。
【符号の説明】
１、11 プラスチック構造体
２、21 構造変化部
３、31 構造未変化部
４、41 プラスチック材料
５、51 レーザーエネルギー吸収性物質による薄膜層
６パルス幅が１０^-12秒以下である超短パルスレーザー
６ａレンズ
Ｌレーザー６の照射方向
７、71 レーザー６焦点位置軌跡
7a、71a レーザー６の照射開始位置
7b、71b レーザー６の照射終了位置
7c、71c レーザー６の焦点位置の移動方向

Claims

プラスチック材料の表面に、パルス幅が１０^-12秒以下のレーザーの照射エネルギーを吸収する物質の薄膜層を形成し、該薄膜層側から、照射エネルギーが５００ｍＷ以下であり、且つパルス幅が１０^-12秒以下のレーザーを、該薄膜層を通して、プラスチック材料に照射して、構造が変化した構造変化部を有するプラスチック構造体を製造することを特徴とするプラスチック構造体の製造方法。
レーザーの焦点をレーザーの照射方向に対して平行な方向又は垂直な方向に移動させることにより、レーザーの照射方向に対して平行な方向又は垂直な方向に、ライン状の構造変化部を形成する請求項１記載のプラスチック構造体の製造方法。
請求項１又は２記載のプラスチック構造体の製造方法により作製されたことを特徴とする表面に薄膜層を有するプラスチック構造体。
構造変化部が、レーザーの照射方向と平行又は垂直な方向に沿って延びている請求項３記載の表面に薄膜層を有するプラスチック構造体。
構造変化部における長手方向に対する垂直な面の断面の形状が、略円形又は略四角形である請求項３又は４記載の表面に薄膜層を有するプラスチック構造体。
構造変化部における構造の変化が、架橋反応、相分離、又は分解反応による構造の変化である請求項３〜５の何れかの項に記載の表面に薄膜層を有するプラスチック構造体。