JP5439738B2 - Structure, laser processing method, and authentication method - Google Patents
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Description
本発明は、レーザ加工の対象物である構造体、レーザ光を照射して所定の加工を行うレーザ加工方法、及び、このレーザ加工方法を利用した真贋判定方法に関し、特に、上記所定の加工がレーザマーキングである構造体、レーザ加工方法及び真贋判定方法に関する。 The present invention relates to a structure that is an object of laser processing, a laser processing method that performs predetermined processing by irradiating laser light, and an authenticity determination method that uses this laser processing method. The present invention relates to a laser marking structure, a laser processing method, and an authenticity determination method.
様々な工業製品に、文字，記号，マークなどを施すことをマーキングという。このマーキングの対象物としては、例えば、製品の容器や筐体，基板，タグなどがあり、これら対象物に対して、識別番号，ロットナンバー，バーコード，製造日等が施される。
マーキングの手法には、例えば、スタンプ，ラベル，刻印，レーザマーキングなどがあるが、中でもレーザマーキングは、見た目が綺麗なこと，劣化がほとんどないこと，加工時間が短いこと，省力化が図れることなどの利点を有することから各種分野において採用されている。
Applying letters, symbols, marks, etc. to various industrial products is called marking. Examples of objects to be marked include product containers, housings, substrates, tags, and the like, and identification numbers, lot numbers, bar codes, manufacturing dates, and the like are given to these objects.
Marking methods include, for example, stamps, labels, engravings, laser markings, etc. Among them, laser markings are beautiful in appearance, have almost no deterioration, have a short processing time, and can save labor. Therefore, it is used in various fields.
レーザマーキングは、多くの工業製品を対象とするものの、レーザ光に対して透明性を示す高分子加工物（プラスチック）に対しては、施すことが困難である。
これは、そうした被加工物の場合、レーザ光の吸収が小さく、光と物質の相互作用（例えば、光熱変換）が起こりにくいためである。
Although laser marking is intended for many industrial products, it is difficult to apply it to polymer processed products (plastics) that are transparent to laser light.
This is because in such a workpiece, the absorption of laser light is small, and the interaction between light and a substance (for example, photothermal conversion) hardly occurs.
そこで、レーザ光に対して透明性を示す高分子加工物からなる被加工物に対してもレーザマーキングを可能とする技術が提案されている。
例えば、レーザ光の吸収が大きい物質（光吸収剤）を被加工物中に分散させたり、被加工物の表面に塗布したりする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
この技術によれば、分散又は塗布された物質によりレーザ光の吸収率が高まるため、レーザマーキングが可能となる。特に、カーボンブラックを所定量含有する熱可塑性樹脂組成物によって被覆された成形品にあっては、鮮明なコントラストを有するレーザマーキングが可能となる。
Therefore, a technique has been proposed that enables laser marking even on a workpiece made of a polymer workpiece that is transparent to laser light.
For example, a technique has been proposed in which a substance (light absorber) that absorbs a large amount of laser light is dispersed in a workpiece or applied to the surface of the workpiece (for example, see Patent Document 1).
According to this technique, since the absorption rate of the laser beam is increased by the dispersed or applied substance, laser marking is possible. In particular, in a molded article coated with a thermoplastic resin composition containing a predetermined amount of carbon black, laser marking having a clear contrast becomes possible.
また、レーザ光の吸収率の高い溶液を底面に接触させた透明体に、レンズを用いて集光したレーザ光を上面から照射し、その溶液と接触する透明体の界面部に形成された孔が透明体の内部に進展するにつれてレーザ光の焦点が孔の最深部に合うようにレンズと透明体との相対位置を変化させながら透明体をエッチング処理する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
この技術によれば、透明体では吸収されずに通過したレーザ光が溶液で吸収されるため、この溶液に接触した透明体に間接的にレーザエネルギーを伝達させて、その透明体の表面をエッチングすることができる。
According to this technology, the laser beam that has passed without being absorbed by the transparent body is absorbed by the solution, so the laser energy is indirectly transmitted to the transparent body in contact with the solution to etch the surface of the transparent body. can do.
しかしながら、上述した特許文献１又は２に記載の技術においては、次のような問題があった。
例えば、特許文献１に記載の技術は、新たに光吸収剤が必要となるのでコストの増加に繋がっていた。
また、光吸収剤を分散あるいは塗布する工程が加わるので、作業が煩雑になっていた。
さらに、光吸収剤にカーボンブラックを用いると、透明の被加工物が黒くなるため、透明の状態で製品化することができなかった。
However, the technique described in Patent Document 1 or 2 described above has the following problems.
For example, the technique described in Patent Document 1 has led to an increase in cost because a new light absorber is required.
In addition, since a step of dispersing or applying the light absorber is added, the operation is complicated.
Furthermore, when carbon black is used as the light absorber, the transparent workpiece becomes black, so that it cannot be commercialized in a transparent state.
また、特許文献２に記載の技術は、レーザ光の焦点が孔の最深部に合うようにレンズと透明体との相対位置を変化させるという高度な技術を必要とするため、実用的でなかった。
さらに、新たに光吸収溶液が必要となるため、コストアップに繋がっていた。
Further, the technique described in Patent Document 2 is not practical because it requires an advanced technique of changing the relative position between the lens and the transparent body so that the focus of the laser beam is in the deepest part of the hole. .
Furthermore, a new light absorbing solution is required, leading to an increase in cost.
本発明は、上記の問題を解決すべくなされたものであり、光吸収剤や光吸収溶液などを用いることなく、簡易な手法で、レーザ光に対し透明性を示すプラスチックを少なくとも一部に有する被加工物に容易にレーザマーキングを施すことを可能とする構造体、レーザ加工方法及び真贋判定方法の提供を目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and has at least a part of a plastic that is transparent to laser light by a simple method without using a light absorber or a light absorbing solution. It is an object of the present invention to provide a structure, a laser processing method, and an authenticity determination method capable of easily performing laser marking on a workpiece.
この目的を達成するため、本発明の構造体は、レーザ光に対して透明性を示す高分子化合物を少なくとも一部に有する構造体であって、レーザ光の吸収を高めるように高分子化合物の少なくとも一部分に光を照射して改質させた構成としてある。 In order to achieve this object, the structure of the present invention is a structure having at least a part of a polymer compound that is transparent to the laser beam, and the structure of the polymer compound is enhanced so as to enhance the absorption of the laser beam. At least a portion is irradiated with light and modified.
また、本発明のレーザ加工方法は、被加工物にレーザ加工を施すレーザ加工方法であって、被加工物が、レーザ光に対して透明性を示す高分子化合物を少なくとも一部に有し、高分子化合物の少なくとも一部分に光を照射して改質した後に、該改質部分にレーザ光を照射して所定の加工を行う方法としてある。 The laser processing method of the present invention is a laser processing method for performing laser processing on a workpiece, and the workpiece has a polymer compound that is transparent to laser light at least in part, In this method, at least a part of the polymer compound is irradiated with light and modified, and then the modified part is irradiated with laser light to perform predetermined processing.
また、本発明の真贋判定方法は、レーザ光を照射することで、被加工物又はこの被加工物の付された判定対象物が真正品であるか否かを判定する真贋判定方法であって、真正品と判定させる被加工物の少なくとも一部分に光を照射して改質しておく準備段階と、被加工物にレーザ光を照射したときにマーキングが施されると、当該被加工物又はこの被加工物の付された判定対象物が真正品であると判定し、一方、マーキングが施されないと、偽造品であると判定する真贋判定段階とを有した方法としてある。 In addition, the authenticity determination method of the present invention is an authenticity determination method for determining whether or not a workpiece or a determination target to which the workpiece is attached is genuine by irradiating a laser beam. A preparation stage in which at least a part of a workpiece to be determined to be genuine is irradiated and modified, and when marking is performed when the workpiece is irradiated with laser light, the workpiece or The determination object to which the workpiece is attached is determined to be a genuine product. On the other hand, if the marking is not applied, the method includes an authenticity determination step of determining that the product is a counterfeit product.
また、本発明の真贋判定方法は、レーザ光を照射することで、被加工物又はこの被加工物の付された判定対象物が真正品であるか否かを判定する真贋判定方法であって、真正品と判定させる被加工物に、文字又は図形の形状に形成された開口部を有する遮蔽板を介して光を照射して改質しておく準備段階と、被加工物にレーザ光を照射したときに開口部と同じ文字又は図形の形状でマーキングが施されると、当該被加工物又はこの被加工物の付された判定対象物が真正品であると判定し、一方、マーキングが施されない、または所定の形状と異なる形状でマーキングが施されると、偽造品であると判定する真贋判定段階とを有した方法としてある。 In addition, the authenticity determination method of the present invention is an authenticity determination method for determining whether or not a workpiece or a determination target to which the workpiece is attached is genuine by irradiating a laser beam. A preparation stage in which a workpiece to be determined as a genuine product is irradiated with light through a shielding plate having an opening formed in the shape of a character or a figure, and a laser beam is applied to the workpiece. When marking is performed with the same letter or figure shape as the opening when irradiated, it is determined that the workpiece or the determination target to which the workpiece is attached is genuine, while the marking is The method includes an authenticity determination step of determining that the product is a counterfeit product when marking is performed in a shape that is not applied or different from a predetermined shape.
また、本発明の真贋判定方法は、照明することで、被加工物又はこの被加工物の付された判定対象物が真正品であるか否かを判定する真贋判定方法であって、真正品と判定させる被加工物の少なくとも一部分に光を照射して改質しておく準備段階と、被加工物を照明したときに透過光又は反射光に濃淡が現れると、当該被加工物又はこの被加工物の付された判定対象物が真正品であると判定し、一方、濃淡が現れないと、偽造品であると判定する真贋判定段階とを有した方法としてある。 Further, the authenticity determination method of the present invention is an authenticity determination method for determining whether or not a workpiece or a determination target to which the workpiece is attached is genuine by illuminating the authenticity determination method. A preparation stage in which at least a part of the workpiece to be determined is irradiated and modified, and when the light appears in the transmitted or reflected light when the workpiece is illuminated, the workpiece or the workpiece It is a method having an authenticity determining step in which it is determined that the determination target to which the workpiece is attached is a genuine product, and on the other hand, if no shade appears, the product is determined to be a counterfeit product.
また、本発明の真贋判定方法は、照明することで、被加工物又はこの被加工物の付された判定対象物が真正品であるか否かを判定する真贋判定方法であって、真正品と判定させる被加工物に文字又は図形の形状に形成された開口部を有する遮蔽板を介して光を照射して改質しておく準備段階と、被加工物を照明したときに透過光又は反射光に開口部と同じ文字又は図形の形状で濃淡が現れると、当該被加工物又はこの被加工物の付された判定対象物が真正品であると判定し、一方、濃淡が現れない、または所定の形状と異なる形状で濃淡が現れると、偽造品であると判定する真贋判定段階とを有した方法としてある。 Further, the authenticity determination method of the present invention is an authenticity determination method for determining whether or not a workpiece or a determination target to which the workpiece is attached is genuine by illuminating the authenticity determination method. A preparatory stage in which the workpiece to be judged is irradiated with light through a shielding plate having an opening formed in the shape of a character or a figure, and transmitted light or light when the workpiece is illuminated When the shade appears in the shape of the same letter or figure as the opening in the reflected light, it is determined that the workpiece or the judgment target attached to the workpiece is an authentic product, while the shade does not appear. Alternatively, the method includes an authenticity determination step of determining that the product is a counterfeit product when shading appears in a shape different from the predetermined shape.
本発明の構造体、レーザ加工方法及び真贋判定方法によれば、光を照射することで被加工物の高分子化合物が改質して、レーザ光の吸収率を高めることができる。これにより、レーザ光に対して透明性を示す高分子化合物を少なくとも一部に有する被加工物であっても、その高分子化合物に容易にレーザマーキングを施すことができる。
また、レーザ光の吸収率を高める手法が光の照射であるため、光吸収剤等を用いなくてもよいことから、コストアップを抑えることができる。しかも、光吸収剤を分散あるいは塗布する工程が無いことから、作業工程を簡略化できる。
さらに、レーザ光の吸収率を高める手法が光の照射であることから、被加工物の透明が損なわれず、透明を維持した状態で製品化することができる。
According to the structure, the laser processing method, and the authenticity determination method of the present invention, the polymer compound of the workpiece can be modified by irradiating light, and the laser light absorption rate can be increased. Thereby, even if it is a to-be-processed object which has a polymer compound which shows transparency with respect to a laser beam in at least one part, the laser marking can be easily given to the polymer compound.
Further, since the method for increasing the absorption rate of the laser light is light irradiation, it is not necessary to use a light absorbent or the like, so that an increase in cost can be suppressed. In addition, since there is no step of dispersing or applying the light absorber, the work process can be simplified.
Furthermore, since the technique for increasing the absorption rate of laser light is light irradiation, the transparency of the workpiece is not impaired, and the product can be commercialized while maintaining the transparency.
以下、本発明に係る構造体、レーザ加工方法及び真贋判定方法の好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a structure, a laser processing method, and an authenticity determination method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
［レーザ加工方法］
まず、本発明のレーザ加工方法の実施形態について、図１を参照して説明する。
同図は、本実施形態のレーザ加工方法の手順（被加工物（構造体）を形成するための工程）を示す工程図である。
同図に示すように、本実施形態のレーザ加工方法は、改質工程（同図（ｉ））と、レーザ加工工程（同図（ii））とを有している。
[Laser processing method]
First, an embodiment of the laser processing method of the present invention will be described with reference to FIG.
This figure is a process diagram showing the procedure of the laser processing method of this embodiment (process for forming a workpiece (structure)).
As shown in the figure, the laser processing method of the present embodiment includes a modification process (FIG. (I)) and a laser processing process ((ii)).
ここで、改質工程とは、被加工物１０を改質することを目的として、光を照射する工程をいう。
被加工物１０は、少なくとも一部に高分子化合物を有している。つまり、被加工物１０の一部が高分子化合物で形成されている場合と、被加工物１０の全体が高分子化合物で形成されている場合とを含む。
なお、前者の例としては、次のものを含むことができる。例えば、被加工物１０が２層以上の積層構造になっており、そのうちの少なくとも１層以上が高分子化合物で形成されている場合を含むことができる。また、例えば、被加工物１０がシート状に形成されており、その一部分が高分子化合物で形成されているものを含むことができる。
Here, the modification step refers to a step of irradiating light for the purpose of modifying the workpiece 10.
The workpiece 10 has a polymer compound at least partially. That is, the case where a part of the workpiece 10 is formed of a polymer compound and the case where the entire workpiece 10 is formed of a polymer compound are included.
In addition, the following can be included as an example of the former. For example, it may include a case where the workpiece 10 has a laminated structure of two or more layers, and at least one of them is formed of a polymer compound. Further, for example, the workpiece 10 may be formed in a sheet shape, and a part thereof may be formed of a polymer compound.
高分子化合物は、レーザ光に対して透明性を示す。
「透明性」については、次のように定義される。
ある物質が、レーザ光の波長に対して、透過率が７０％以上の場合を「透明性」、透過率が１０％以上７０％未満の場合を「半透明性」、透過率が１０％未満の場合を「不透明性」とする。
A high molecular compound shows transparency with respect to a laser beam.
“Transparency” is defined as follows.
When a substance has a transmittance of 70% or more with respect to the wavelength of the laser beam, it is “transparent”, and when the transmittance is 10% or more and less than 70%, it is “translucent”. The case of “Opacity” is assumed.
具体例を図２に示す。同図は、高分子化合物である延伸ＰＥＴシートの透過スペクトルを示すグラフである。
同図に示すように、被加工物１０が延伸ＰＥＴシートの場合、波長が約３３０ｎｍ以上のレーザ光に対しては「透明性」の性質を示し、波長が約３２５ｎｍ付近のレーザ光に対しては「半透明性」の性質を示し、波長が３２０ｎｍ以下のレーザ光に対しては「不透明性」の性質を示す。
A specific example is shown in FIG. The figure is a graph showing a transmission spectrum of a stretched PET sheet which is a polymer compound.
As shown in the figure, when the workpiece 10 is a stretched PET sheet, it exhibits a property of “transparency” for a laser beam having a wavelength of about 330 nm or more, and for a laser beam having a wavelength of about 325 nm. Indicates a “translucent” property, and an “opaque” property for a laser beam having a wavelength of 320 nm or less.
このように、被加工物１０は、高分子化合物で形成された部分が、レーザ光の波長に応じて、上記いずれかの性質を示す。
そして、ある波長に対して高分子化合物が透明性を示す場合、その波長のレーザ光は高分子化合物の内部まで進入する。つまり、レーザ光の吸収が小さく、光と物質の相互作用（例えば、光熱変換など）が起こりにくい。
一方、不透明性を示す場合、レーザ光は高分子化合物の表面近傍にしか進入しない。
Thus, in the workpiece 10, the portion formed of the polymer compound exhibits any of the above properties depending on the wavelength of the laser beam.
And when a high molecular compound shows transparency with respect to a certain wavelength, the laser beam of the wavelength penetrates into the inside of a high molecular compound. That is, the absorption of laser light is small, and the interaction between light and a substance (for example, photothermal conversion or the like) hardly occurs.
On the other hand, in the case of opacity, the laser light enters only near the surface of the polymer compound.
改質工程において、被加工物１０に照射する光には、紫外光が含まれる。
紫外光（紫外線、ＵＶ）は、波長が１０〜４００ｎｍ、すなわち可視光線よりも短く、軟Ｘ線より長い不可視光線の電磁波である。
この紫外光を照射することで、高分子化合物が改質する。
例えば、高分子化合物（プラスチック）の一種であるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のシートに対してＵＶ照射を行うと、照射側の表面から高分子鎖の分解と酸化が起こる。そして、オリゴマーとＰＥＴ主鎖中に酸化官能基が生成され、この酸化官能基が、特定の波長の光を吸収することとなる。こうして改質した高分子化合物は、上記の波長に含まれるレーザ光の吸収率が高くなり、光と物質の相互作用が起こりやすくなる。
In the reforming step, the light applied to the workpiece 10 includes ultraviolet light.
Ultraviolet light (ultraviolet light, UV) is an invisible electromagnetic wave having a wavelength of 10 to 400 nm, that is, shorter than visible light and longer than soft X-rays.
By irradiating the ultraviolet light, the polymer compound is modified.
For example, when UV irradiation is performed on a sheet of polyethylene terephthalate (PET), which is a kind of polymer compound (plastic), polymer chains are decomposed and oxidized from the surface on the irradiation side. And an oxidation functional group is produced | generated in an oligomer and PET principal chain, This oxidation functional group will absorb the light of a specific wavelength. The polymer compound thus modified has a high absorptance of the laser beam contained in the above-mentioned wavelength, and the interaction between the light and the substance is likely to occur.
なお、発明者は、ＵＶ処理後の被加工物１０（具体的には、高分子化合物であるＰＥＴシート）の表面を分析した。その結果、オリゴマーが生成されていることがわかった。
また、特許請求の範囲の請求項４及び請求項１１に、「改質のために照射する光には、４００ｎｍ以下の波長の紫外光が含まれる」とあるが、ここでいう紫外光とは、高分子化合物（被加工物）の分解や酸化に寄与する波長の紫外光のことである。
The inventor analyzed the surface of the workpiece 10 (specifically, a PET sheet that is a polymer compound) after UV treatment. As a result, it was found that oligomers were generated.
Further, in claim 4 and claim 11 of the claims, “the light irradiated for modification includes ultraviolet light having a wavelength of 400 nm or less”. It is ultraviolet light having a wavelength that contributes to decomposition and oxidation of a polymer compound (workpiece).
レーザ加工工程とは、改質工程で一部又は全部が改質された高分子化合物に対し、その改質部分の一部又は全部にレーザ光を照射して、所定の加工を行う工程をいう。
高分子化合物は、紫外光の照射によりレーザ光の吸収率が高められているため、所定のレーザ加工を容易に行うことができる。ここで、所定のレーザ加工には、例えば、レーザマーキングなどが含まれる。
なお、本実施形態において、レーザマーキングとは、構造色を発現する部位が一様に形成された領域、または構造色を発現する部位を適切に配置することにより描かれた文字，図形，記号などを指す。このレーザマーキングの実施例としては、例えば、図９（iii-1）に示すように、被加工物１０の表面１１に施された星形の図形等が挙げられる。
The laser processing step refers to a step of performing predetermined processing by irradiating part or all of the modified portion with a laser beam with respect to the polymer compound partially or entirely modified in the modification step. .
Since the polymer compound has an increased absorption rate of laser light by irradiation with ultraviolet light, predetermined laser processing can be easily performed. Here, the predetermined laser processing includes, for example, laser marking.
In the present embodiment, laser marking refers to a region in which a part that expresses a structural color is uniformly formed, or a character, a figure, a symbol, etc. drawn by appropriately arranging a part that expresses a structural color. Point to. As an example of this laser marking, for example, as shown in FIG. 9 (iii-1), a star-shaped figure or the like applied to the surface 11 of the workpiece 10 can be cited.
［レーザマーキング方法］
次に、レーザ加工工程におけるレーザマーキング方法について、図２、図３を参照して説明する。
図３は、周期的強度分布を有した光を被加工物に照射する様子を示す図である。
[Laser marking method]
Next, a laser marking method in the laser processing step will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which a workpiece is irradiated with light having a periodic intensity distribution.
レーザ加工工程において、被加工物１０は、この被加工物１０が透明性を示す波長領域に含まれる波長の光が照射される。具体的には、波長が３３０ｎｍ以上（例えば、ＹＡＧレーザ第３高調波（ＴＨＧ−ＹＡＧ）：波長３５５ｎｍ（図２参照））の光が照射される。
ここで、被加工物１０が改質工程を経ていないときは、レーザ光の吸収率が低いため、波長が３３０ｎｍ以上のレーザ光を照射しても、レーザマーキングを施すことはできない。
一方、被加工物１０が改質工程を経ているときは、レーザ光の吸収率が高いため、波長が３３０ｎｍ以上のレーザ光を照射すると、レーザマーキングを施すことができる。
In the laser processing step, the workpiece 10 is irradiated with light having a wavelength included in a wavelength region in which the workpiece 10 exhibits transparency. Specifically, light having a wavelength of 330 nm or more (for example, YAG laser third harmonic (THG-YAG): wavelength 355 nm (see FIG. 2)) is irradiated.
Here, when the workpiece 10 has not undergone the reforming step, the laser beam absorptivity is low, so that laser marking cannot be performed even when laser light having a wavelength of 330 nm or more is irradiated.
On the other hand, when the workpiece 10 undergoes a modification step, the laser beam has a high absorptance, so that laser marking can be performed by irradiating laser light having a wavelength of 330 nm or more.
さらに、図３に示すように、周期的強度分布を有した光（照射光）を被加工物１０に照射することで、被加工物１０の表面１１に微細周期構造１２を形成することができる。この微細周期構造１２は、周期的強度分布と同じ周期で形成される。
特に、図４に示すように、透明性を示す波長のレーザ光を、干渉領域で被加工物１０に照射すると、被加工物１０の表面１１に周期的な光強度分布が励起し、高強度部でレーザアブレーションが発生する。
レーザアブレーションとは、レーザ光を物質に照射したとき、その物質が分子クラスターとなって表面から飛散する現象をいう。
このレーザアブレーションが発生することで、被加工物１０の表面１１に周期構造１２が形成される。
Further, as shown in FIG. 3, the fine periodic structure 12 can be formed on the surface 11 of the workpiece 10 by irradiating the workpiece 10 with light (irradiation light) having a periodic intensity distribution. . The fine periodic structure 12 is formed with the same period as the periodic intensity distribution.
In particular, as shown in FIG. 4, when the workpiece 10 is irradiated with a laser beam having a wavelength indicating transparency in the interference region, a periodic light intensity distribution is excited on the surface 11 of the workpiece 10, resulting in high intensity. Laser ablation occurs at the part.
Laser ablation refers to a phenomenon in which when a substance is irradiated with laser light, the substance becomes a molecular cluster and scatters from the surface.
When this laser ablation occurs, a periodic structure 12 is formed on the surface 11 of the workpiece 10.
［構造体］
次に、本発明の構造体の実施形態について、図３、図５、図６を参照して説明する。
図５は、改質工程が行われる前の被加工物（構造体）１０の断面形状を示す断面模式図、図６は、改質工程が行われた後の構造体１０の断面形状を示す断面模式図である。
[Structure]
Next, an embodiment of the structure of the present invention will be described with reference to FIGS. 3, 5, and 6.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the cross-sectional shape of the workpiece (structure) 10 before the reforming process is performed, and FIG. 6 shows the cross-sectional shape of the structure 10 after the reforming process is performed. It is a cross-sectional schematic diagram.
構造体１０は、少なくとも一部に高分子化合物を有している（図５参照）。この高分子化合物は、レーザ光に対し透明性の性質を有している。
この構造体１０は、改質工程を経ると、レーザ光の吸収率が高まった部分（改質部分）を有する（図６参照）。これは、改質工程において、高分子化合物の一部又は全部に紫外光が照射され、この照射された部分が改質するためである。
さらに、構造体１０は、レーザ加工工程を経ると、表面１１に微細周期構造１２を有する（図３参照）。これは、レーザ加工工程において、その改質した部分に、レーザ光が照射されると、表面１１に微細周期構造１２が形成されるためである。
The structure 10 has a polymer compound at least partially (see FIG. 5). This polymer compound has a property of being transparent to laser light.
The structure 10 has a portion (modified portion) in which the absorption rate of the laser beam is increased after the modifying step (see FIG. 6). This is because, in the modification step, part or all of the polymer compound is irradiated with ultraviolet light, and the irradiated portion is modified.
Further, the structure 10 has a fine periodic structure 12 on the surface 11 after the laser processing step (see FIG. 3). This is because, in the laser processing step, when the modified portion is irradiated with laser light, the fine periodic structure 12 is formed on the surface 11.
［レーザ光照射装置］
次に、周期的強度分布を有するレーザ光を発生するためのレーザ光照射装置について、図７を参照して説明する。
同図は、レーザ光照射装置の構成を示す模式的斜視図である。
同図に示すように、レーザ光照射装置２０は、レーザ発振器２１と、ビームスプリッタ（透過型回折光学素子）２２と、凸レンズ２３と、マスク２４と、凸レンズ２５とを備えている。
[Laser irradiation equipment]
Next, a laser light irradiation apparatus for generating laser light having a periodic intensity distribution will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a schematic perspective view showing the configuration of the laser beam irradiation apparatus.
As shown in the figure, the laser beam irradiation apparatus 20 includes a laser oscillator 21, a beam splitter (transmission type diffractive optical element) 22, a convex lens 23, a mask 24, and a convex lens 25.
レーザ発振器（レーザ光源）２１は、レーザを出力する装置であって、例えば、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＹＬＦレーザなどのナノ秒レーザもしくはピコ秒レーザ、または、Ｔｉ：サファイアレーザなどのフェムト秒レーザを用いることができる。これらパルスレーザは、数Ｈｚ〜数十ｋＨｚの繰り返し周波数を有するが、この繰り返し周期の間蓄えられたエネルギーを数ｆｓ〜数十ｎｓという極めて短い時間幅で放出する。そのため、少ない入力エネルギーから高いピークパワーを効率的に得ることができる。 The laser oscillator (laser light source) 21 is a device that outputs a laser. For example, a nanosecond laser or a picosecond laser such as a YAG laser, a YVO 4 laser, or a YLF laser, or a femtosecond laser such as a Ti: sapphire laser. Can be used. These pulse lasers have a repetition frequency of several Hz to several tens kHz, and emit energy stored during this repetition period in a very short time width of several fs to several tens ns. Therefore, a high peak power can be efficiently obtained from a small input energy.
このレーザ発振器２１は、照射パルス数を調整する機能を有している。また、レーザ発振器２１は、レーザの出力を調整することで、エネルギー密度（フルエンス：１パルスの照射面積あたりのエネルギー）をコントロールすることもできる。
なお、エネルギー密度のコントロールは、レーザ発振器２１におけるレーザ出力の調整の他、例えば、レーザ出力が同じで照射ビーム径を変化させることによっても実現できる。
The laser oscillator 21 has a function of adjusting the number of irradiation pulses. The laser oscillator 21 can also control the energy density (fluence: energy per irradiation area of one pulse) by adjusting the output of the laser.
The energy density can be controlled not only by adjusting the laser output in the laser oscillator 21, but also by changing the irradiation beam diameter with the same laser output.
ビームスプリッタ２２は、表面に微細な凹部又は凸部が周期的に刻まれているために回折を起こす、透過型の光学素子であって、レーザ光を複数の光束に分割する。
凸レンズ２３は、例えば、焦点距離が２００ｍｍの合成石英平凸レンズを用いることができ、この場合はビームスプリッタ２２から２００ｍｍの位置に置かれる。そして、凸レンズ２３は、ビームスプリッタ２２で分割された複数の光束を通す。
The beam splitter 22 is a transmissive optical element that diffracts because fine concave portions or convex portions are periodically carved on the surface, and divides the laser light into a plurality of light beams.
As the convex lens 23, for example, a synthetic quartz plano-convex lens having a focal length of 200 mm can be used. In this case, the convex lens 23 is placed at a position 200 mm from the beam splitter 22. The convex lens 23 passes a plurality of light beams divided by the beam splitter 22.
マスク２４は、凸レンズ２３を通過した光束が焦点を結ぶ位置に置かれ、複数の光束のうち干渉に不必要な光束を遮り、必要な光束のみを通過させる。
凸レンズ２５は、例えば、焦点距離が１００ｍｍの合成石英平凸レンズを用いることができ、マスク２４を通過した光束を集光し、光束を交差させ干渉させる。この干渉した領域は、図４に示すように高強度域の分布となり、この領域で被加工物１０に照射する。
The mask 24 is placed at a position where the light beam that has passed through the convex lens 23 is focused, blocks a light beam unnecessary for interference among the plurality of light beams, and allows only the necessary light beam to pass.
As the convex lens 25, for example, a synthetic quartz plano-convex lens having a focal length of 100 mm can be used, and the light flux that has passed through the mask 24 is condensed, and the light flux intersects and interferes. As shown in FIG. 4, the interfering region has a high intensity region distribution, and the workpiece 10 is irradiated in this region.
［実施例］
次に、実施例について説明する。
[Example]
Next, examples will be described.
（実施例１）
被加工物１０として、厚さ１５０μｍの延伸ＰＥＴシートを複数枚用意した。
これらのうちの一枚又は数枚の延伸ＰＥＴシートに、水銀・キセノンランプ（ウシオ電機製）から発せられる紫外光を、１２ｃｍ離れたところから、１０分間照射した。
ここで、延伸ＰＥＴシートの波長３５５ｎｍにおける透過率を測定した結果、照射前が８２．３％、照射後が７６．７％であった。
Example 1
A plurality of stretched PET sheets having a thickness of 150 μm were prepared as the workpiece 10.
One or several of these stretched PET sheets were irradiated with ultraviolet light emitted from a mercury / xenon lamp (manufactured by Ushio) for 10 minutes from a distance of 12 cm.
Here, as a result of measuring the transmittance of the stretched PET sheet at a wavelength of 355 nm, it was 82.3% before irradiation and 76.7% after irradiation.
続いて、ＵＶ照射した上記の延伸ＰＥＴシートと未照射の延伸ＰＥＴシートを用意し、延伸ＰＥＴシートにおいて透明性を示すＱ−スイッチパルスＹＡＧレーザ第３高調波（波長３５５ｎｍ）をレーザ光照射装置により照射した。
ここで、パルスＹＡＧレーザの仕様は、パルス幅５ｎｓ、繰り返し周波数１０Ｈｚであった。また、照射エネルギー密度が４００［ｍＪ／ｃｍ２］のときに、パルス１発、同１００［ｍＪ／ｃｍ２］のときに、パルス１５発を照射した。
Subsequently, the above-mentioned stretched PET sheet irradiated with UV and unstretched stretched PET sheet are prepared, and a Q-switch pulse YAG laser third harmonic (wavelength 355 nm) showing transparency in the stretched PET sheet is emitted by a laser light irradiation device. Irradiated.
Here, the specifications of the pulse YAG laser were a pulse width of 5 ns and a repetition frequency of 10 Hz. When the irradiation energy density was 400 [mJ / cm 2 ], one pulse was emitted, and when the irradiation energy density was 100 [mJ / cm 2 ], 15 pulses were emitted.
その結果を図８（ｉ）〜（iii）に示す。同図（ｉ）に示すように、未照射のＰＥＴシートでは、全く変化がみられなかった。一方、同図（ii），（iii）に示すように、ＵＶ照射しておいたＰＥＴシートでは、ＵＶ照射面にレーザマーキングが施され、構造色が観察された。
なお、同図（ii）に示す画像において、上半分に施されたレーザマーキングは、フルエンスが４００［ｍＪ／ｃｍ２］のレーザ光を１発照射した場合、下半分に施されたレーザマーキングは、フルエンスが１００［ｍＪ／ｃｍ２］のレーザ光を１５発照射した場合を示す。
また、同図（iii）は、同図（ii）に示す延伸ＰＥＴシートのレーザマーキングが施された部分の拡大ＳＥＭ像である。
このように、実施例１を行った結果、高分子化合物に前もって紫外光を照射しておくことで、レーザ加工を行えることがわかった。
The results are shown in FIGS. 8 (i) to (iii). As shown in FIG. 6 (i), no change was observed in the unirradiated PET sheet. On the other hand, as shown in FIGS. (Ii) and (iii), in the PET sheet that had been irradiated with UV, laser marking was applied to the UV irradiated surface, and a structural color was observed.
In the image shown in FIG. 2 (ii), the laser marking applied to the upper half is the laser marking applied to the lower half when the fluence is 400 [mJ / cm 2 ]. The case where 15 laser beams having a fluence of 100 [mJ / cm 2 ] are irradiated is shown.
FIG. 3 (iii) is an enlarged SEM image of the portion of the stretched PET sheet shown in FIG.
Thus, as a result of performing Example 1, it turned out that laser processing can be performed by irradiating a polymer compound with ultraviolet light beforehand.
（実施例２）
被加工物１０として、厚さ１５０μｍの延伸ＰＥＴシートを複数枚用意した。
これらのうちの一枚又は数枚の延伸ＰＥＴシートに、水銀・キセノンランプ（ウシオ電機製）から発せられる紫外光を、５５ｍｍ離れたところから、５秒間照射した。
ここで、延伸ＰＥＴシートの波長３５５ｎｍにおける透過率を測定した結果、照射前が８２．３％、照射後が８２．１％であった。
(Example 2)
A plurality of stretched PET sheets having a thickness of 150 μm were prepared as the workpiece 10.
One or several of these stretched PET sheets were irradiated with ultraviolet light emitted from a mercury / xenon lamp (manufactured by USHIO INC.) For 5 seconds from a distance of 55 mm.
Here, as a result of measuring the transmittance of the stretched PET sheet at a wavelength of 355 nm, it was 82.3% before irradiation and 82.1% after irradiation.
続いて、ＵＶ照射した上記の延伸ＰＥＴシートと未照射の延伸ＰＥＴシートを用意し、延伸ＰＥＴシートにおいて透明性を示すＱ−スイッチパルスＹＡＧレーザ第３高調波（波長３５５ｎｍ）を干渉光学系（レーザ光照射装置２０）により照射した。
ここで、パルスＹＡＧレーザの仕様は、パルス幅５ｎｓ、繰り返し周波数１０Ｈｚであった。また、照射エネルギー密度が４００［ｍＪ／ｃｍ２］のときに、パルス１発を照射した。
その結果、未照射のＰＥＴシートでは、全く変化がみられなかった。一方、ＵＶ照射したＰＥＴシートでは、ＵＶ照射面にレーザマーキングが施され、構造色が観察された。
このように、実施例２を行った結果、高分子化合物から５５ｍｍ離れたところから紫外光を５秒間照射した場合でも、レーザ加工を行えることがわかった。
Subsequently, the stretched PET sheet irradiated with UV and the unstretched stretched PET sheet are prepared, and a Q-switch pulse YAG laser third harmonic (wavelength 355 nm) showing transparency in the stretched PET sheet is applied to the interference optical system (laser). Irradiation was performed by a light irradiation device 20).
Here, the specifications of the pulse YAG laser were a pulse width of 5 ns and a repetition frequency of 10 Hz. Further, one pulse was irradiated when the irradiation energy density was 400 [mJ / cm 2 ].
As a result, no change was observed in the unirradiated PET sheet. On the other hand, in the UV-irradiated PET sheet, laser marking was applied to the UV-irradiated surface, and a structural color was observed.
As described above, as a result of performing Example 2, it was found that laser processing can be performed even when ultraviolet light is irradiated for 5 seconds from a position 55 mm away from the polymer compound.
（実施例３）
被加工物１０として、厚さ１５０μｍの延伸ＰＥＴシートを４枚用意した。
これらのうち１枚の延伸ＰＥＴシートには、発光ピーク波長が２５４ｎｍのＵＶランプ（ブラックライト）を９０分間照射した。また、他の１枚には、３０２ｎｍのＵＶランプを同じ時間照射した。さらに他の１枚には、３６５ｎｍのＵＶランプを同じ時間照射した。そして、残りの延伸ＰＥＴシートには、ＵＶランプを照射しなかった。
ここで、延伸ＰＥＴシートの波長３５５ｎｍにおける透過率は、未照射が８２．３％、２５４ｎｍ照射後が８０．４％、３０２ｎｍ照射後が７７．９％、３６５ｎｍ照射後が８１．８％であった。
(Example 3)
Four stretched PET sheets having a thickness of 150 μm were prepared as the workpiece 10.
Of these, one stretched PET sheet was irradiated with a UV lamp (black light) having an emission peak wavelength of 254 nm for 90 minutes. The other sheet was irradiated with a 302 nm UV lamp for the same time. The other one was irradiated with a 365 nm UV lamp for the same time. The remaining stretched PET sheet was not irradiated with a UV lamp.
Here, the transmittance of the stretched PET sheet at a wavelength of 355 nm was 82.3% for unirradiated, 80.4% after 254 nm irradiation, 77.9% after 302 nm irradiation, and 81.8% after 365 nm irradiation. It was.
続いて、上記４枚の延伸ＰＥＴシートに対して、ＹＡＧレーザ第３高調波（波長３５５ｎｍ）をレーザ光照射装置により照射した。
各ピーク波長でＵＶ照射したそれぞれのＰＥＴシートに、照射エネルギー密度４００［ｍＪ／ｃｍ２］でパルス１発を照射した結果、３６５ｎｍ照射のＰＥＴシートでは全く変化がみられなかったが、２５４ｎｍ照射と３０２ｎｍ照射のＰＥＴシートではＵＶ照射面にレーザマーキングが施された。
Subsequently, YAG laser third harmonic (wavelength 355 nm) was irradiated to the four stretched PET sheets by a laser beam irradiation apparatus.
Each PET sheet irradiated with UV at each peak wavelength was irradiated with one pulse at an irradiation energy density of 400 [mJ / cm 2 ]. As a result, no change was observed in the 365 nm irradiated PET sheet. Laser marking was applied to the UV irradiation surface of the 302 nm irradiated PET sheet.
［真贋判定方法］
次に、本実施形態のレーザマーキングを利用した真贋判定方法について、図９、図１０を参照して説明する。
図９は、真贋判定方法の第一実施例の手順を示す図である。図１０は、真贋判定方法の第二実施例の手順を示す図である。
[Authenticity judgment method]
Next, the authenticity determination method using the laser marking of this embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 9 is a diagram showing the procedure of the first embodiment of the authenticity determination method. FIG. 10 is a diagram showing the procedure of the second embodiment of the authenticity determination method.
（第一実施例）
第一実施例は、被加工物又は偽造流通品にレーザ光を照射して、それら被加工物等の真贋を判定するものである。
図９に示すように、本実施例の真贋判定方法は、改質段階（準備段階、同図（ｉ））と、流通段階（同図（ii））と、真贋判定段階（同図（iii-1））とを有している。
(First Example)
In the first embodiment, the workpiece or counterfeit product is irradiated with laser light to determine the authenticity of the workpiece or the like.
As shown in FIG. 9, the authenticity determination method of the present embodiment includes a reforming stage (preparation stage, FIG. (I)), a distribution stage (FIG. (Ii)), and an authenticity determination stage (FIG. (Iii) -1)).
ここで、改質段階は、被加工物１０の高分子化合物の全部又は一部に紫外光を照射する段階である。
紫外光は、高分子化合物の全体に照射してもよく、また、一部に照射してもよい。
紫外光を被加工物１０の一部に照射する場合は、同図（ｉ）に示すように、遮蔽板３０を用いることができる。
遮蔽板３０は、紫外光照射装置（図示せず）と被加工物１０との間に設けられた部材であって、開口３１が形成されている。
Here, the modification step is a step of irradiating all or part of the polymer compound of the workpiece 10 with ultraviolet light.
The ultraviolet light may be applied to the entire polymer compound or a part thereof.
When a part of the workpiece 10 is irradiated with ultraviolet light, a shielding plate 30 can be used as shown in FIG.
The shielding plate 30 is a member provided between an ultraviolet light irradiation device (not shown) and the workpiece 10 and has an opening 31 formed therein.
開口３１は、紫外光の一部を通過させるための開放部分である。遮蔽板３０が開口３１を有することで、紫外光照射装置から出力された紫外光は、一部が遮蔽板３０の本体で遮られて被加工物１０まで届かないものの、他は開口３１を通過して被加工物１０に到達する。
そして、被加工物１０の表面１１には、その開口３１と同じ形状で紫外光が照射され、この照射した範囲が、レーザマーキングが可能な範囲として記録される。
なお、開口３１は、文字，図形，記号など、種々の形状に形成できる。
また、改質段階は、真贋判定段階で真正品と判定させる被加工物１０に対して、流通段階への移行前に、予め光を照射して改質しておく段階であるため、準備段階としての意味を含む。
The opening 31 is an open part for allowing a part of the ultraviolet light to pass therethrough. Since the shielding plate 30 has the opening 31, the ultraviolet light output from the ultraviolet light irradiation device is partially blocked by the body of the shielding plate 30 and does not reach the workpiece 10, but the other passes through the opening 31. Then, the workpiece 10 is reached.
The surface 11 of the workpiece 10 is irradiated with ultraviolet light in the same shape as the opening 31, and the irradiated range is recorded as a range where laser marking is possible.
The opening 31 can be formed in various shapes such as characters, figures and symbols.
In addition, the reforming stage is a stage in which the workpiece 10 to be determined as a genuine product in the authenticity determination stage is preliminarily irradiated and modified before shifting to the distribution stage. Including the meaning.
流通段階は、紫外光が照射された被加工物１０が、製品そのもの又は製品に付されたかたちで流通する段階である。
この流通段階において、被加工物１０は、既に紫外光が照射されている。ただし、そのＵＶ照射された箇所の透過率の変化は小さいので、照射部分の色味の変化は、視覚的に差異がほとんど無く、ＵＶが未照射の箇所と区別がつかない。このため、紫外光が照射されていない偽造流通品４０（被加工物１０の模倣品）が出回った場合、この偽造流通品４０と被加工物１０とを目視で区別することはできない。
The distribution stage is a stage in which the workpiece 10 irradiated with ultraviolet light is distributed in the form of the product itself or the product.
In this distribution stage, the workpiece 10 has already been irradiated with ultraviolet light. However, since the change in the transmittance of the UV-irradiated portion is small, the change in the color of the irradiated portion has almost no visual difference, and is indistinguishable from the portion not irradiated with UV. For this reason, when the counterfeit distribution product 40 (imitation product of the workpiece 10) which is not irradiated with ultraviolet light is available, the counterfeit distribution product 40 and the workpiece 10 cannot be visually distinguished.
真贋判定段階は、被加工物１０又は偽造流通品４０にレーザ光を照射したときに、レーザマーキングが施されるか否か、または、施されたレーザマーキングが所定の形状か否かによって、真正品であるか否かを判断する段階である。
例えば、レーザ光を照射したときにレーザマーキングが施された場合、または、その施されたレーザマーキングが所定の形状である場合には、この照射対象は、予め紫外光が照射された被加工物１０であると判断できる。そして、この被加工物１０そのもの又は被加工物１０が付された製品（判定対象物）は、真正品であると判定できる。
一方、レーザ光を照射してもレーザマーキングが施されない場合、または、その施されたレーザマーキングが所定の形状でない場合には、この照射対象は、紫外光が照射されていない偽造流通品４０であると判断できる。そして、この偽造流通品４０そのもの又は偽造流通品４０が付された製品は、偽造品であると判定できる。
In the authenticity determination step, the authenticity depends on whether laser marking is applied when the workpiece 10 or counterfeit distribution product 40 is irradiated with laser light, or whether the applied laser marking has a predetermined shape. This is a stage for judging whether or not the product is a product.
For example, when laser marking is applied when laser light is irradiated, or when the laser marking is in a predetermined shape, this irradiation target is a workpiece that has been irradiated with ultraviolet light in advance. 10 can be determined. The workpiece 10 itself or the product (determination target) to which the workpiece 10 is attached can be determined to be a genuine product.
On the other hand, if the laser marking is not performed even when the laser beam is irradiated, or if the applied laser marking is not in a predetermined shape, the irradiation target is a counterfeit distribution product 40 that is not irradiated with the ultraviolet light. It can be judged that there is. The counterfeit distribution product 40 itself or the product to which the counterfeit distribution product 40 is attached can be determined to be a counterfeit product.
なお、改質段階において、遮蔽板３０などを用いずに、被加工物１０の全体に紫外光を照射したときは、真贋判定段階において、レーザを照射したときに、その被加工物１０にレーザマーキングが施されたか否かを見ることによって真贋を判定する。
一方、改質段階において、遮蔽板３０を介して紫外光を照射したことで、被加工物１０に所定形状の改質部分が形成されたときは、真贋判定段階において、レーザを照射したときに、その被加工物１０にその所定の形状でレーザマーキングが施されたか否かを見ることによって真贋を判定する。
In the modification stage, when the entire workpiece 10 is irradiated with ultraviolet light without using the shielding plate 30 or the like, the laser beam is irradiated on the workpiece 10 when the laser beam is irradiated in the authenticity determination stage. Authenticity is determined by checking whether marking has been applied.
On the other hand, when the modified portion having a predetermined shape is formed on the workpiece 10 by irradiating the ultraviolet light through the shielding plate 30 in the modification stage, when the laser is irradiated in the authenticity determination stage. The authenticity is determined by checking whether the workpiece 10 has been laser-marked with the predetermined shape.
このように、予めＵＶ照射された被加工物１０が市場に流通する過程で、ＵＶが未照射の模倣品が混入してきた場合でも、レーザマーキングが施されるか否か、または、特定の形状で施されるか否かを試行することで、真贋の判定を容易に行うことができる。 In this manner, whether or not laser marking is applied or a specific shape is applied even when counterfeit products that have not been irradiated with UV are mixed in the process in which the workpiece 10 previously irradiated with UV is distributed in the market. It is possible to easily determine the authenticity by trying whether it is applied or not.
（第二実施例）
第二実施例は、被加工物又は偽造流通品を照明することで、その透過光又は反射光に所定の形状の濃淡が現れるか否かを見ることにより、それら被加工物等の真贋を判定するものである。
(Second embodiment)
In the second embodiment, the authenticity of a workpiece or the like is determined by illuminating a workpiece or a counterfeit distribution product and checking whether or not a light and shade of a predetermined shape appears in the transmitted or reflected light. To do.
図１０に示すように、本実施例の真贋判定方法は、改質段階（準備段階、同図（ｉ））と、流通段階（同図（ii））と、真贋判定段階（同図（iii-2））とを有している。
ここで、改質段階及び流通段階は、第一実施例における改質段階及び流通段階と同様である。
As shown in FIG. 10, the authenticity determination method of this embodiment includes a reforming stage (preparation stage, FIG. 10 (i)), a distribution stage (FIG. 10 (ii)), and an authenticity determination stage (FIG. -2)).
Here, the reforming stage and the distribution stage are the same as the reforming stage and the distribution stage in the first embodiment.
真贋判定段階は、被加工物１０又は偽造流通品４０（照明対象物）に照明光をあてたときに、その透過光又は反射光の濃淡が所定の形状で被投影体５０に現れるか否かを見ることで、真正品であるか否かを判断する段階である。
例えば、照明対象物を照明することで、被投影体５０に濃淡が現れ、この濃い影の部分が所定の形状で現れていると、その照明対象物は、被加工物１０であると判断できる。そして、この被加工物１０そのもの又は被加工物１０が付された製品（判定対象物）は、真正品であると判定できる。
一方、照明しても被投影体５０に濃淡が現れないとき、又は、濃淡が現れても所定の形状で現れていないときは、その照射対象物は、偽造流通品４０であると判断できる。そして、この偽造流通品４０そのもの又は偽造流通品４０が付された製品は、偽造品であると判定できる。
In the authenticity determination step, whether illumination light is applied to the workpiece 10 or the counterfeit distribution product 40 (illumination target object), whether the density of the transmitted light or reflected light appears on the projection object 50 in a predetermined shape. This is the stage for judging whether or not the product is genuine.
For example, by illuminating the illumination object, when the shade 50 appears in the projection target 50 and the dark shadow portion appears in a predetermined shape, it can be determined that the illumination object is the workpiece 10. . The workpiece 10 itself or the product (determination target) to which the workpiece 10 is attached can be determined to be a genuine product.
On the other hand, when the shade 50 does not appear in the projection target 50 even when illuminated, or the shade does not appear in a predetermined shape, it can be determined that the irradiation object is the counterfeit distribution product 40. The counterfeit distribution product 40 itself or the product to which the counterfeit distribution product 40 is attached can be determined to be a counterfeit product.
このように判定できる理由は、次による。
真正品である被加工物１０には、改質段階で、予め紫外光が所定の形状で照射されている。この照射部分は改質していることから、他の部分に比べて所定波長の光の吸収率が高まっている。
そして、真贋判定段階で、被加工物１０に照明光をあてると、改質部分が他の部分よりも光を吸収する。このため、被投影体５０には、改質部分の形状に応じた影が映し出される。
これに対し、偽造品である偽造流通品４０には、紫外光が照射されておらず、被加工物１０のような改質部分が存在しない。このため、真贋判定段階で、偽造流通品４０に照明光をあてても、被投影体５０に濃淡が映し出されない。
The reason why such a determination can be made is as follows.
The workpiece 10 which is a genuine product is irradiated with ultraviolet light in a predetermined shape in advance in the reforming stage. Since this irradiated portion is modified, the absorption rate of light having a predetermined wavelength is higher than that of other portions.
In the authenticity determination stage, when the illumination light is applied to the workpiece 10, the modified portion absorbs light more than the other portions. Therefore, a shadow corresponding to the shape of the modified portion is projected on the projection target 50.
On the other hand, the counterfeit distribution product 40 which is a counterfeit product is not irradiated with ultraviolet light, and there is no modified portion like the workpiece 10. For this reason, even if illumination light is applied to the counterfeit distribution product 40 at the authenticity determination stage, light and shade are not projected on the projection target 50.
この本実施例の具体例について説明する。ここでは、被加工物１０にＰＥＴを用いた場合について説明する。
ＰＥＴの改質部分は、未改質部分と比べて波長３５５ｎｍ近傍（仮に、改質波長帯と呼ぶ）の吸収率が高まっている。そのため、改質波長帯を含む光で判定対象物を照明すると、透過光または反射光の改質部分に相当する箇所だけが光量が減少する。この濃淡（つまりは影）の有無あるいは形状により真贋を判定する。
このとき、改質波長帯は不可視域であるので、カメラなどの撮像素子を用いて実施することになる。また、用いる照明光は、レーザ光と同じ波長であっても、光強度が低いので、レーザ光のように加工は施されない。
A specific example of this embodiment will be described. Here, the case where PET is used for the workpiece 10 will be described.
The modified portion of PET has an increased absorptance in the vicinity of a wavelength of 355 nm (referred to as a modified wavelength band) compared to the unmodified portion. For this reason, when the determination target is illuminated with light including the modified wavelength band, the amount of light is reduced only at the portion corresponding to the modified portion of transmitted light or reflected light. Authenticity is determined by the presence or absence or shape of this shading (that is, shadow).
At this time, since the modified wavelength band is an invisible range, the image pickup device such as a camera is used. Even if the illumination light to be used has the same wavelength as the laser light, the light intensity is low, so that the processing is not performed like the laser light.
このように、予めＵＶ照射された被加工物１０が市場に流通する過程で、ＵＶが未照射の模倣品が混入してきた場合でも、被加工物１０を照明して、その透過光又は反射光に濃淡が現れているか否かを見ることで、真贋の判定を容易に行うことができる。 In this way, even when a pre-UV irradiated workpiece 10 is distributed in the market, even if a counterfeit product that has not been irradiated with UV is mixed, the workpiece 10 is illuminated and its transmitted or reflected light is reflected. It is possible to easily determine the authenticity by seeing whether or not shade appears in the image.
なお、照明光は、周囲よりも明るく照明して、透過光又は反射光に濃淡が現れる光であればよく、照明装置が特定されたり、光度，輝度，照度，光量などの下限値が限定されたりするものではない。
また、被投影体５０は、透過光又は反射光の濃淡を映し出すことが可能な面であればよく、材質，形状，大きさ，色などが限定されるものではない。
The illumination light may be light that illuminates brighter than the surroundings, and light or shade appears in transmitted light or reflected light. The illumination device is specified, and lower limit values such as light intensity, luminance, illuminance, and light quantity are limited. It is not something to do.
Further, the projection target 50 may be any surface that can project the density of transmitted light or reflected light, and the material, shape, size, color, and the like are not limited.
（第二実施例の優位性）
次に、第二実施例の優位性について、図１１を参照して説明する。
同図は、真贋判定方法について、第一実施例と第二実施例とを対比した図である。
同図に示すように、第一実施例と第二実施例とは、改質段階(ｉ)と流通段階(ii)が共通しているものの、真贋判定段階(iii)が異なっている。
(Advantage of the second embodiment)
Next, the superiority of the second embodiment will be described with reference to FIG.
This figure is a diagram comparing the first embodiment with the second embodiment regarding the authenticity determination method.
As shown in the figure, the first embodiment and the second embodiment share the reforming stage (i) and the distribution stage (ii), but differ in the authenticity determination stage (iii).
第一実施例の真贋判定段階（iii-1）は、同図(α)（レーザマーキングによる判定方法）に示すように、被加工物１０にレーザ光を照射して、所定の形状でマーキングが施されるか否かを見ることで真贋を判定している。
ここで、レーザマーキングは、不可逆変化であるので、一度施されると、施される前の状態に戻すことはできない。このため、被加工物や付加された対象物は、その後は流通不可能になってしまう。
In the authenticity determination step (iii-1) of the first embodiment, as shown in FIG. 5 (α) (determination method by laser marking), the workpiece 10 is irradiated with laser light, and marking is performed in a predetermined shape. The authenticity is judged by seeing whether it is applied or not.
Here, since laser marking is an irreversible change, once applied, it cannot be returned to the state before application. For this reason, the work piece and the added object cannot be distributed thereafter.
これに対し、本実施例の真贋判定段階（iii-2）は、同図(β)（照明光による判定方法）に示すように、被加工物１０を照明し、この透過光又は反射光に所定形状の濃淡が現れるか否かを見ることで真贋を判定している。
ここで、被加工物１０は、照明されるだけで、何ら変化は生じない。このため、真贋判定段階（iii-2）を経た後も、その被加工物１０を流通させることができる。
On the other hand, in the authenticity determination step (iii-2) of the present embodiment, as shown in (β) (determination method using illumination light) in FIG. The authenticity is determined by checking whether or not a shade of a predetermined shape appears.
Here, the workpiece 10 is merely illuminated and no change occurs. For this reason, the workpiece 10 can be distributed even after passing through the authenticity determination step (iii-2).
このように、真贋判定方法の第一実施例と第二実施例とを比較した場合、共通した効果として、流通品の真贋を判定できる点を挙げることができるが、被加工物１０やこれを付した製品をその後も流通過程にのせる場合には、第二実施例を用いることが望ましい。 As described above, when the first embodiment and the second embodiment of the authenticity determination method are compared, the common effect is that the authenticity of the distribution product can be determined. In the case where the attached product is put on the distribution process thereafter, it is desirable to use the second embodiment.
以上説明したように、本実施形態の構造体、レーザ加工方法及び真贋判定方法によれば、透明プラスチックからなる被加工物に波長４００ｎｍ以下の紫外光（ＵＶ）が含まれる光を照射し、被加工物を改質することで、この被加工物におけるレーザ光の吸収が増大するため、レーザマーキングを施しやすくすることができる。
また、前述の特許文献１に開示された光吸収剤や特許文献２に開示された光吸収溶液などを用いないので、レーザマーキングの工程の簡略化とコストの低減を図ることができる。
さらに、ＵＶ照射した箇所だけ現れる隠しマーキングを利用することで、偽造防止機能を付与できる。
As described above, according to the structure, the laser processing method, and the authenticity determination method of this embodiment, the workpiece including transparent plastic is irradiated with light containing ultraviolet light (UV) having a wavelength of 400 nm or less, By modifying the workpiece, the absorption of laser light in the workpiece increases, so that laser marking can be easily performed.
In addition, since the light absorbent disclosed in Patent Document 1 described above and the light absorbing solution disclosed in Patent Document 2 are not used, the laser marking process can be simplified and the cost can be reduced.
Furthermore, the forgery prevention function can be provided by using the hidden marking that appears only in the UV irradiated portion.
以上、本発明の構造体、レーザ加工方法及び真贋判定方法の好ましい実施形態について説明したが、本発明に係る構造体、レーザ加工方法及び真贋判定方法は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した実施形態では、被加工物の材質としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を挙げたが、ＰＥＴに限定されるものではなく、例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ナイロン樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂などの高分子化合物などを材料として用いることができる。また、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）などのポリエステル化合物等を材料として用いることもできる。ただし、レーザ光の照射により周期構造１２が形成されることを要する。
The preferred embodiments of the structure, laser processing method, and authentication method of the present invention have been described above. However, the structure, laser processing method, and authentication method of the present invention are not limited to the above-described embodiments. Needless to say, various modifications can be made within the scope of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, polyethylene terephthalate (PET) is used as the material of the workpiece. However, the material is not limited to PET. For example, polystyrene, polyethylene, polypropylene, polycarbonate, nylon resin, acrylic resin, chloride High molecular compounds such as vinyl resin and phenol resin can be used as the material. Polyester compounds such as polyethylene naphthalate (PEN), polybutylene terephthalate (PBT), and polytrimethylene terephthalate (PTT) can also be used as a material. However, the periodic structure 12 needs to be formed by laser light irradiation.
また、上述した真贋判定方法の実施形態では、レーザマーキングの形成の有無により真贋を判定していたが、この判定の仕方に限るものではなく、例えば、レーザマーキングが施された場合でも、特定の形状でなければ偽造品であると判定することもできる。 Further, in the embodiment of the authenticity determination method described above, authenticity is determined based on the presence or absence of the formation of the laser marking. However, the method is not limited to this determination method. For example, even when laser marking is performed, a specific mark is determined. If it is not a shape, it can also be determined that it is a counterfeit product.
ここまで、所定のレーザ加工としてレーザマーキングについて説明したが、本案件は、それ以外の穴開け、切断などのレーザ加工にも有効なレーザ加工方法であると考えられる。この場合、特には薄い被加工物が最適である。 So far, the laser marking has been described as the predetermined laser processing, but this case is considered to be an effective laser processing method for other laser processing such as drilling and cutting. In this case, a thin workpiece is particularly suitable.
本発明は、レーザ加工に関する発明であるため、レーザ加工を行う方法、その対象物である物品、レーザ加工に用いる装置、レーザ加工を利用した真贋判定などに利用可能である。 Since the present invention relates to laser processing, the present invention can be used for a method of performing laser processing, an article as an object thereof, an apparatus used for laser processing, authenticity determination using laser processing, and the like.
１０ 被加工物
１１ 表面
１２ 微細周期構造
２０ レーザ光照射装置
２１ レーザ発振器
３０ 遮蔽板
３１ 開口
４０ 偽造流通品
５０ 被投影体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Workpiece 11 Surface 12 Fine periodic structure 20 Laser light irradiation device 21 Laser oscillator 30 Shielding plate 31 Aperture 40 Counterfeit distribution product 50 Projected object
Claims (11)
前記レーザ光の吸収を高めるように前記高分子化合物の少なくとも一部分に光を照射して改質させた
ことを特徴とする構造体。 A structure having a polymer compound that is transparent to laser light at least in part,
A structure characterized in that at least a part of the polymer compound is irradiated with light so as to enhance absorption of the laser light.
ことを特徴とする請求項１記載の構造体。 The structure according to claim 1, wherein a fine periodic structure is formed in the modified portion by laser light irradiation.
前記被加工物が、レーザ光に対して透明性を示す高分子化合物を少なくとも一部に有し、
前記高分子化合物の少なくとも一部分に光を照射して改質した後に、該改質部分に前記レーザ光を照射して所定の加工を行う
ことを特徴とするレーザ加工方法。 A laser processing method for performing laser processing on a workpiece,
The workpiece has at least a part of a polymer compound that is transparent to laser light,
A laser processing method, comprising: modifying at least a part of the polymer compound by irradiating light, and then performing predetermined processing by irradiating the modified part with the laser beam.
ことを特徴とする請求項３記載のレーザ加工方法。 The laser processing method according to claim 3, wherein the light irradiated for the modification includes ultraviolet light having a wavelength of 400 nm or less.
ことを特徴とする請求項３又は４記載のレーザ加工方法。 5. The laser processing method according to claim 3, wherein the modified portion of the workpiece is irradiated with the laser light with a periodic intensity distribution to form a fine periodic structure on a surface of the modified portion. .
ことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のレーザ加工方法。 6. The laser according to claim 3, wherein the modified portion of the workpiece is irradiated with the light through a shielding plate having an opening formed in the shape of a character or a figure. Processing method.
真正品と判定させる被加工物の少なくとも一部分に光を照射して改質しておく準備段階と、
前記被加工物にレーザ光を照射したときにマーキングが施されると、当該被加工物又はこの被加工物の付された判定対象物が真正品であると判定し、一方、マーキングが施されないと、偽造品であると判定する真贋判定段階とを有した
ことを特徴とする真贋判定方法 An authenticity determination method for determining whether or not a workpiece or a determination target to which the workpiece is attached is genuine by irradiating laser light,
A preparatory stage in which at least a part of the workpiece to be determined to be genuine is irradiated with light and modified;
If marking is performed when the workpiece is irradiated with laser light, it is determined that the workpiece or a determination target to which the workpiece is attached is genuine, while no marking is applied. And an authenticity determination step for determining that the product is a counterfeit product.
真正品と判定させる被加工物に、文字又は図形の形状に形成された開口部を有する遮蔽板を介して光を照射して改質しておく準備段階と、
前記被加工物にレーザ光を照射したときに前記開口部と同じ文字又は図形の形状でマーキングが施されると、当該被加工物又はこの被加工物の付された判定対象物が真正品であると判定し、一方、マーキングが施されない、または所定の形状と異なる形状でマーキングが施されると、偽造品であると判定する真贋判定段階とを有した
ことを特徴とする真贋判定方法。 An authenticity determination method for determining whether or not a workpiece or a determination target to which the workpiece is attached is genuine by irradiating laser light,
A preparatory stage in which a workpiece to be determined as a genuine product is modified by irradiating light through a shielding plate having an opening formed in the shape of a character or a figure,
When marking is performed with the same character or figure shape as the opening when the workpiece is irradiated with laser light, the workpiece or the determination target to which the workpiece is attached is genuine. An authenticity determination method comprising: determining whether the product is a counterfeit product when it is determined that the product is not marked or is marked with a shape different from a predetermined shape.
真正品と判定させる被加工物の少なくとも一部分に光を照射して改質しておく準備段階と、
前記被加工物を照明したときに透過光又は反射光に濃淡が現れると、当該被加工物又はこの被加工物の付された判定対象物が真正品であると判定し、一方、濃淡が現れないと、偽造品であると判定する真贋判定段階とを有した
ことを特徴とする真贋判定方法。 An authenticity determination method for determining whether or not a workpiece or a determination target to which the workpiece is attached is genuine by illuminating,
A preparatory stage in which at least a part of the workpiece to be determined to be genuine is irradiated with light and modified;
When light and shade appear in transmitted light or reflected light when the workpiece is illuminated, it is determined that the workpiece or the determination target to which the workpiece is attached is genuine, while light and shade appear. If not, there is an authenticity determination step for determining that the product is a counterfeit product.
真正品と判定させる被加工物に文字又は図形の形状に形成された開口部を有する遮蔽板を介して光を照射して改質しておく準備段階と、
前記被加工物を照明したときに透過光又は反射光に前記開口部と同じ文字又は図形の形状で濃淡が現れると、当該被加工物又はこの被加工物の付された判定対象物が真正品であると判定し、一方、濃淡が現れない、または所定の形状と異なる形状で濃淡が現れると、偽造品であると判定する真贋判定段階とを有した
ことを特徴とする真贋判定方法。 An authenticity determination method for determining whether or not a workpiece or a determination target to which the workpiece is attached is genuine by illuminating,
A preparatory stage in which a workpiece to be determined as a genuine product is irradiated with light through a shielding plate having an opening formed in the shape of a character or a figure, and modified.
When light and shade appear in transmitted light or reflected light in the same character or figure shape as the opening when the workpiece is illuminated, the workpiece or the determination target to which the workpiece is attached is genuine. On the other hand, the authenticity determining method includes: an authenticity determining step of determining that the product is a counterfeit product when the contrast does not appear or when the contrast appears in a shape different from the predetermined shape.
ことを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載の真贋判定方法。 The authenticity determination method according to any one of claims 7 to 10, wherein the light irradiated for the modification includes ultraviolet light having a wavelength of 400 nm or less.
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