(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザーを外部から照射することにより加工する、４００ｎｍ〜８００ｎｍの可視光波長領域において全光線透過率が１０％以上のレーザー加工用プラスチック材料であって、樹脂母材（Ａ）と、前記樹脂母材（Ａ）に対して少なくとも部分的に不溶性を有し、且つ樹脂母材（Ａ）中に相分離により粒子状に分散している有機低分子物質（B1）と、前記樹脂母材（Ａ）に対して溶解性を有し、且つ有機低分子物質（B1）と固溶体を生成しない有機低分子物質（B2）とから構成されるとともに、前記樹脂母材（Ａ）中における有機低分子物質（B1）の融点Ｔ1が、樹脂母材（Ａ）中における有機低分子物質（B2）の融点Ｔ2よりも低く、且つＴ1〜Ｔ2の範囲の温度に昇温して徐冷させることにより、有機低分子物質（B2）が有機低分子物質（B1）の融液に分子配向性を付与して、レーザー照射によりＴ2以上の温度に加温し常温に低下するまで急冷させた場合と比較して、有機低分子物質（B1）の結晶を大きくさせることが可能であることを特徴とするレーザー加工用プラスチック材料。
【請求項２】
有機低分子物質（B1）が、固溶体を生成可能な少なくとも２種類の有機低分子物質の混合物である請求項１記載のレーザー加工用プラスチック材料。
【請求項３】
照射エネルギーが１〜５００ｍＷであり、パルス幅が１０-12秒以下のレーザーをプラスチック材料の外部から照射してＴ2以上の温度に加温し常温に低下するまで急冷させて構造変化部を形成し、また、Ｔ1〜Ｔ2の範囲の温度に昇温して徐冷させて、前記構造変化部を消失させることにより、パルス幅が１０-12秒以下のレーザーをプラスチック材料の外部から照射することにより形成された構造変化部の形成及び消失が可逆的に可能である請求項１又は２記載のレーザー加工用プラスチック材料。
【請求項４】
前記請求項１〜３の何れかの項に記載のレーザー加工用プラスチック材料に、パルス幅が１０-12秒以下のレーザーを外部から照射することにより得られる、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。
【請求項５】
プラスチック構造体において、構造が変化した構造変化部の屈折率と、構造が変化していない構造未変化部の屈折率との屈折率差が、０．０００５以上である請求項４記載のプラスチック構造体。
【発明の詳細な説明】
【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、さらにはプラスチックに超短パルスのレーザーを照射して構造や物性を変化させ、さらにその変化を可逆的に形成・消失させる目的に適したレーザー加工用プラスチック材料、及び該プラスチック材料に超短パルスレーザーを照射して得られる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有する内部に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】
【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。
【０００５】
従って、本発明の目的は、超短パルスレーザー照射により、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作製するための加工に適したプラスチック材料、および該プラスチック材料に超短パルスレーザーを照射して得られる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、さらに、構造が変化した構造変化部を消失することが可能なプラスチック構造体を作製するのに適したプラスチック材料、および該プラスチック材料に超短パルスレーザーを照射して得られる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、超短パルスレーザーの照射により、劣化を起こさずに、精密に構造が制御された構造変化部を有するとともに、該構造変化部を消失することが可能であり、しかも、前記構造変化部の形成及び消失を可逆的に行うことが可能なプラスチック構造体を作製するのに適したプラスチック材料、および該プラスチック材料に超短パルスレーザーを照射して得られるプラスチック構造体を提供することにある。
【０００６】
【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、可視光波長領域における全光線透過率が１０％以上である可逆性感熱型記録材料を含有する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、クラックなどの劣化が生じておらず、しかも精密に構造が制御された構造変化部を有するとともに、該構造変化部を消失することが可能であり、しかもこの構造変化部の形成及び消失が可逆的に行うことが可能なプラスチック構造体（プラスチック材料の加工品）を作製することができることを見出し、本発明を完成させた。
【０００７】
すなわち、本発明は、レーザーを外部から照射することにより加工する、４００ｎｍ〜８００ｎｍの可視光波長領域において全光線透過率が１０％以上のレーザー加工用プラスチック材料であって、樹脂母材（Ａ）と、前記樹脂母材（Ａ）に対して少なくとも部分的に不溶性を有し、且つ樹脂母材（Ａ）中に相分離により粒子状に分散している有機低分子物質（B1）と、前記樹脂母材（Ａ）に対して溶解性を有し、且つ有機低分子物質（B1）と固溶体を生成しない有機低分子物質（B2）とから構成されるとともに、前記樹脂母材（Ａ）中における有機低分子物質（B1）の融点Ｔ1が、樹脂母材（Ａ）中における有機低分子物質（B2）の融点Ｔ2よりも低く、且つＴ1〜Ｔ2の範囲の温度に昇温して徐冷させることにより、有機低分子物質（B2）が有機低分子物質（B1）の融液に分子配向性を付与して、レーザー照射によりＴ2以上の温度に加温し常温に低下するまで急冷させた場合と比較して、有機低分子物質（B1）の結晶を大きくさせることが可能であることを特徴とするレーザー加工用プラスチック材料である。
【０００８】
本発明では、有機低分子物質（B1）が、固溶体を生成可能な少なくとも２種類の有機低分子物質の混合物であることが好ましい。また、照射エネルギーが１〜５００ｍＷであり、パルス幅が１０-12秒以下のレーザーをプラスチック材料の外部から照射してＴ2以上の温度に加温し常温に低下するまで急冷させて構造変化部を形成し、また、Ｔ1〜Ｔ2の範囲の温度に昇温して徐冷させて、前記構造変化部を消失させることにより、パルス幅が１０-12秒以下のレーザーをプラスチック材料の外部から照射することにより形成された構造変化部の形成及び消失が可逆的に可能であることが好ましい。
【０００９】
本発明には、前記レーザー加工用プラスチック材料に、パルス幅が１０-12秒以下のレーザーを外部から照射することにより得られる、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も含まれる。また、プラスチック構造体において、構造が変化した構造変化部の屈折率と、構造が変化していない構造未変化部の屈折率との屈折率差が、０．０００５以上であることが好適である。
【００１０】
【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、同一の部材については、同一の符号を付している場合がある。
【００１１】
［樹脂母材（Ａ）］
樹脂母材（Ａ）としては、有機低分子物質（B1）が均一に分散され、且つ有機低分子物質（B2）が均一に溶解された層を形成することができる樹脂が好適である。また、プラスチック材料の透明度に大きな影響を及ぼしている。このため、樹脂母材（Ａ）としては、透明性が高く、機械的に安定で、かつ成膜性に優れた樹脂を用いることが好ましい。
【００１２】
より具体的には、樹脂母剤（Ａ）としては、熱可塑性樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体、塩化ビニル−アクリレート共重合体などの塩化ビニル系樹脂；ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体などの塩化ビニリデン系樹脂；ポリエステル；ポリアミド；ポリアクリレート、ポリメタクリレート、アクリレート−メタクリレート共重合体などのアクリル系樹脂；シリコーン系樹脂；ポリスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体などのスチレン系樹脂などが挙げられる。樹脂母材（Ａ）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。
【００１３】
［有機低分子物質（B1）］
有機低分子物質（B1）としては、前記樹脂母材（Ａ）に対して少なくとも部分的に不溶性を有しており、樹脂母材（Ａ）中で相分離により粒子状に分散可能な有機低分子物質を用いることができる。このような有機低分子物質（B1）としては、例えば、脂肪族ケトン類（B1-1）、高級脂肪酸又はそのエステル類（B1-2）、高級アルコール又はそのエステル類（B1-3）や、あるいは、これらの化合物からなる固溶体を好適に用いることができる。有機低分子物質（B1）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】
本発明において、固溶体とは、２種以上の独立した有機低分子物質（B1）が固体状態で互いに溶けたものであり、それらの物質の結晶構造が似通っている場合に生成しやすい。例えば、有機低分子物質（B1）が脂肪族炭化水素系化合物の場合、固溶体は化合物の炭素主鎖の長さがほぼ同じ場合に得られやすい。
【００１５】
本発明では、有機低分子物質（B1）の融点（特に、前記樹脂母材（Ａ）中における有機低分子物質（B1）の融点Ｔ1）は、５０℃以上であることが好ましい。有機低分子物質（B1）の融点が５０℃未満であると、構造変化部を有するプラスチック構造体が、室温で不安定となり、構造変化部の構造の変化を保持するために必要なエネルギー値が保存中に変化する場合がある。そのため、構造変化部の構造を元に戻すためのエネルギー領域（例えば、白濁化された白濁部を透明にする透明化エネルギー領域）がシフトして、一定の設定エネルギーで、構造変化部の消失（消去）を行うことが不可能となる場合がある。
【００１６】
脂肪族ケトン類（B1-1）としては、鎖状であってもよく、環状であってもよい。鎖状の脂肪族ケトンである場合、直鎖状であってもよく、分岐鎖を有していてもよい。また、モノケトン型、ジケトン型、アシロイン型、ケテンダイマー型のいずれであってもよい。より具体的には、融点５０℃以上の脂肪族ケトン類としては、例えば、下記に示される（B1-1a）〜（B1-1h）のケトン類が挙げられる。
【００１７】
（B1-1a）：下記式（1a）で表されるジアルキルケトン
ＣＨ3（ＣＨ2）nＣＯ（ＣＨ2）mＣＨ3    （1a）
（式（1a）において、ｎ、ｍは、同一又は異なって、７以上の整数である）
【００１８】
（B1-1b）：下記式（1b）で表されるメチルアルキルケトン
ＣＨ3ＣＯ（ＣＨ2）nＣＨ3    （1b）
（式（1b）において、ｎは１４以上の整数である）
【００１９】
（B1-1c）：下記式（1c）で表されるで表されるフェニルアルキルケトン
Ｃ6Ｈ5ＣＯ（ＣＨ2）nＣＨ3    （1c）
（式（1c）において、ｎは９以上の整数）
【００２０】
（B1-1d）：下記式（1d）で表される環状ケトン
【化１】
0003976547.tif 000002
（式（1d）において、ｎは９以上の整数）
【００２１】
（B1-1e）：下記式（1e）で表される対称α−ジケトン
ＣＨ3（ＣＨ2）nＣＯＣＯ（ＣＨ2）nＣＨ3    （1e）
（式（1e）において、ｎは６以上の整数である）
【００２２】
（B1-1f）：下記式（1f）で表されるアシロイン
ＣＨ3（ＣＨ2）nＣＨ（ＯＨ）ＣＯ（ＣＨ2）mＣＨ3    （1f）
（式（1f）において、ｎ、ｍは、同一又は異なって、６以上の整数である）
【００２３】
（B1-1g）：下記式（1g）で表される環状アシロイン
【化２】
0003976547.tif 000003
（式（1g）において、ｎは１０以上の整数）
【００２４】
（B1-1h）：下記式（1h）で表されるケテンダイマー
【化３】
0003976547.tif 000004
（式（1h）において、ｎ、ｍは、同一又は異なって、１３以上の整数である）
【００２５】
なお、前記式（1a）〜（1h）において、直鎖状のアルキル基を構成している炭素原子は、他のアルキル基、ハロゲン原子等の置換基を有していてもよい。
【００２６】
高級脂肪酸又はそのエステル類（B1-2）において、高級脂肪酸としては、１価の高級脂肪酸であってもよく、多価の高級脂肪酸であってもよい。また、飽和又は不飽和の高級脂肪酸のいずれであってもよい。さらにまた、直鎖状又は分岐鎖状の高級脂肪酸のいずれであってもよい。融点５０℃以上の高級脂肪酸としては、下記に示される（B1-2a）の高級脂肪酸が挙げられる。
【００２７】
（B1-2a）：下記式（2a）で表される飽和の高級脂肪酸
ＣＨ3（ＣＨ2）nＣＯＯＨ    （2a）
（式（2a）において、ｎは１２以上の整数である）
【００２８】
このような高級脂肪酸としては、例えば、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸（ヘプタデシル酸）、ステアリン酸、ノナデカン酸、エイコサン酸、ヘンエイコサン酸、ベヘン酸（ドコサン酸）、トリコサン酸、リグノセリン酸、ペンタコサン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、ノナコサン酸、メリシン酸、ドトリアコンタン酸、テトラトリアコンタン酸、ヘキサトリアコンタン酸、オクタトリアコンタン酸、テトラコンタン酸、ヘキサテトラコンタン酸などの炭素数が１４以上（例えば、１４〜５０）の飽和脂肪酸などが挙げられる。
【００２９】
また、融点５０℃以上の高級脂肪酸としては、オクタデセン酸（例えば、トランス−２−オクタデセン酸、トランス−４−オクタデセン酸など）、ヘプタデセン酸（例えば、２−ヘプタデセン酸など）、イコセン酸（例えば、トランス−１１−イコセン酸など）、ドコセン酸（例えば、トランス−１３−ドコセン酸など）、オクタデカジエン酸（例えば、トランス−８，トランス−１０−オクタデカジエン酸など）などの不飽和脂肪酸も用いることができる。
【００３０】
高級脂肪酸エステルとしては、前記高級脂肪酸のエステル（特に、前記高級脂肪酸のアルキルエステル）が挙げられる。具体的には、融点５０℃以上の高級脂肪酸エステルとしては、下記に示される（B1-2b）の高級脂肪酸が挙げられる。
【００３１】
（B1-2b）：下記式（2b）で表される飽和の高級脂肪酸エステル
ＣＨ3（ＣＨ2）n−ＣＯＯ（ＣＨ2）mＣＨ3    （2b）
（式（2b）において、ｎは１２以上の整数であり、ｍは０又は１以上の整数である。ｎ、ｍは同一であってもよく、異なっていてもよい）
【００３２】
このような高級脂肪酸エステルとしては、例えば、パルミチン酸ペンタデシル、パルミチン酸ヘキサデシル、パルミチン酸オクタデシル、パルミチン酸トリアコンチル等のパルミチン酸の炭素数が１５以上のアルキルエステル；ステアリン酸テトラデシル、ステアリン酸ヘキサデシル、ステアリン酸ヘプタデシル、ステアリン酸オクタデシル、ステアリン酸ヘキサコシル、ステアリン酸トリアコンチル等のステアリン酸の炭素数が１４以上のアルキルエステル；ベヘン酸メチル、ベヘン酸エチル、ベヘン酸ドコシル等のベヘン酸の炭素数が１以上のアルキルエステル；トリコサン酸メチル、トリコサン酸エチル等のトリコサン酸の炭素数が１以上のアルキルエステル；リグノセリン酸メチル、リグノセリン酸エチル、リグノセリン酸テトラコシル等のリグノセリン酸の炭素数が１以上のアルキルエステル；ペンタコサン酸メチル、ペンタコサン酸エチル等のペンタコサン酸の炭素数が１以上のアルキルエステル；セロチン酸メチル、セロチン酸エチル等のセロチン酸の炭素数が１以上のアルキルエステル；ヘプタコサン酸メチル、ヘプタコサン酸エチル等のヘプタコサン酸の炭素数が１以上のアルキルエステル；モンタン酸メチル、モンタン酸エチル等のモンタン酸の炭素数が１以上のアルキルエステル；ノナコサン酸メチル、ノナコサン酸エチル等のノナコサン酸の炭素数が１以上のアルキルエステル；メリシン酸メチル、メリシン酸エチル、メリシン酸ミリシル等のメリシン酸の炭素数が１以上のアルキルエステル；ドトリアコンタン酸メチル、ドトリアコンタン酸エチル等のドトリアコンタン酸の炭素数が１以上のアルキルエステル；テトラトリアコンタン酸メチル、テトラトリアコンタン酸エチル等のテトラトリアコンタン酸の炭素数が１以上のアルキルエステル；ヘキサトリアコンタン酸メチル、ヘキサトリアコンタン酸エチル等のヘキサトリアコンタン酸の炭素数が１以上のアルキルエステル；オクタトリアコンタン酸メチル、オクタトリアコンタン酸エチル等のオクタトリアコンタン酸の炭素数が１以上のアルキルエステル；ヘキサテトラコンタン酸メチル、ヘキサテトラコンタン酸エチル等のヘキサテトラコンタン酸の炭素数が１以上のアルキルエステルなどが挙げられる。
【００３３】
なお、前記式（2a）〜（2b）において、直鎖状のアルキル基を構成している炭素原子は、他のアルキル基、ハロゲン原子等の置換基を有していてもよい。
【００３４】
高級アルコール又はそのエステル類（B1-3）において、高級アルコールとしては、１価の高級アルコールであってもよく、多価の高級アルコールであってもよい。また、飽和又は不飽和の高級アルコールのいずれであってもよい。さらにまた、直鎖状又は分岐鎖状の高級アルコールのいずれであってもよい。具体的には、融点５０℃以上の高級アルコールとしては、例えば、下記に示される（B1-3a）〜（B1-3c）のアルコール類が挙げられる。
【００３５】
（B1-3a）：下記式（3a）で表される１−アルカノール
ＣＨ3（ＣＨ2）n−ＯＨ    （3a）
（式（3a）において、ｎは１６以上の整数である）
【００３６】
（B1-3b）：下記式（3b）で表される２−アルカノール
ＣＨ3ＣＨ（ＯＨ）（ＣＨ2）nＣＨ3    （3b）
（式（3b）において、ｎは１７以上の整数である）
【００３７】
（B1-3c）：下記式（3c）で表される環状アルコール
【化４】
0003976547.tif 000005
（式（3c）において、ｎは１１以上の整数）
【００３８】
高級アルコールのエステルとしては、炭素数が１２以上の高級アルコールによるエステル（例えば、前記高級脂肪酸エステルの項で例示のエステルの他、フタル酸の炭素数が１２以上のモノアルキルエステルなどの高級アルコールと芳香族カルボン酸や脂環族カルボン酸とのエステルなど）などが挙げられる。
【００３９】
なお、前記式（3a）〜（3c）において、直鎖状のアルキル基を構成している炭素原子は、他のアルキル基、ハロゲン原子等の置換基を有していてもよい。
【００４０】
［有機低分子物質（B2）］
有機低分子物質（B2）としては、前記樹脂母材（Ａ）に対して溶解性を有しており、樹脂母材（Ａ）に溶解する有機低分子物質を用いることができる。特に、有機低分子物質（B2）としては、樹脂母材（Ａ）中における有機低分子物質（B2）の融点Ｔ2が、前記樹脂母材（Ａ）中における有機低分子物質（B1）の融点Ｔ1よりも高いものが好ましい。また、この温度Ｔ1〜Ｔ2において、有機低分子物質（B2）は、有機低分子物質（B1）の融液に対して秩序性（例えば、分子配向性など）を付与することが可能であることも重要である。このような有機低分子物質（B2）としては、例えば、スルフィド類（B2-1a）、脂肪族ジカルボン酸類（B2-1b）、ビスアマイド類（B2-1c）（飽和および不飽和脂肪酸ビスアマイド類、芳香族ビスアマイド類）、尿素類（B2-1d）（飽和および不飽和脂肪族尿素類、芳香族尿素類）などが挙げられる。
【００４１】
スルフィド類（B2-1a）としては、例えば、下記式（4）で表されるスルフィド類などが挙げられる。
ＨＯＯＣ（ＣＨ2）n−Ｓ−（ＣＨ2）mＣＯＯＨ    （4）
（式（4）において、ｎ、ｍは、同一又は異なって、それぞれ、１〜５の整数を示す）
【００４２】
より具体的には、スルフィド類（B2-1a）としては、例えば、（１，１´−ジカルボキシ）ジメチルスルフィド、（２，２´−ジカルボキシ）ジエチルフィド［チオジプロピオン酸］、（３，３´−ジカルボキシ）ジプロピルスルフィド、（１，２´−ジカルボキシ）メチルエチルスルフィド、（１，３´−ジカルボキシ）メチルプロピルスルフィド、（１，４´−ジカルボキシ）メチルブチルスルフィド、（２，３´−ジカルボキシ）エチルプロピルスルフィド、（２，４´−ジカルボキシ）エチルブチルスルフィド、（５，５´−ジカルボキシ）ジペンチルフィドなどが挙げられ、特にチオジプロピオン酸が好ましい。
【００４３】
脂肪族ジカルボン酸類（B2-1b）としては、例えば、下記式（5）で表される脂肪族ジカルボン酸類などが挙げられる。
ＨＯＯＣ（ＣＨ2）nＣＯＯＨ    （5）
（式（5）において、ｎは、０又は１以上の整数を示す。なお、ｎが０の場合はシュウ酸を示す）
【００４４】
より具体的には、脂肪族ジカルボン酸類（B2-1b）としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカン二酸、ヘプタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、エイコサン二酸、ヘンエイコサン二酸、ドコサン二酸、トリコサン二酸、テトラコサン二酸、ヘキサコサン二酸、ノナコサン二酸、ドトリアコンタン二酸などが挙げられる。
【００４５】
ビスアマイド類（B2-1c）には、例えば、飽和脂肪酸ビスアマイド類、不飽和脂肪酸ビスアマイド類、芳香族ビスアマイド類が含まれる。飽和脂肪族ビスアマイド類としては、例えば、メチレンビスステアリン酸アマイド、エチレンビスカプリン酸アマイド、エチレンビスラウリン酸アマイド、エチレンビスステアリン酸アマイド、エチレンビスイソステアリン酸アマイド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アマイド、エチレンビスベヘン酸アマイド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アマイド、ヘキサメチレンビスベヘン酸アマイド、ヘキサメチレンビスヒドロキシステアリン酸アマイド、Ｎ，Ｎ´−ジステアリルアジピン酸アマイド、Ｎ，Ｎ´−ジステアリルセバシン酸アマイドなどが挙げられる。また、不飽和脂肪酸ビスアマイド類としては、例えば、エチレンビスオレイン酸アマイド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アマイド、Ｎ，Ｎ´−ジオレイルアジピン酸アマイド、Ｎ，Ｎ´−ジオレイルセバシン酸アマイドなどが挙げられる。さらにまた、芳香族ビスアマイド類としては、例えば、ｍ−キシレンビスステアリン酸アマイド、Ｎ，Ｎ´−ジステアリルイソフタル酸アマイドなどが挙げられる。
【００４６】
尿素類（Ｂ２−１ｄ）には、例えば、飽和脂肪族尿素類、不飽和脂肪族尿素類、芳香族尿素類が含まれる。飽和脂肪族尿素類としては、例えば、Ｎ−メチル−Ｎ´−ステアリル尿素、Ｎ−ブチル−Ｎ´−ステアリル尿素等の飽和脂肪族尿素の他、ヘキサメチレンビスステアリル尿素等の飽和脂肪族系ビス尿素などが挙げられる。また、不飽和脂肪族尿素類としては、例えば、Ｎ−ブチル−Ｎ´−オレイル尿素、Ｎ−ブチル−Ｎ´−パルミトレイル尿素、Ｎ−ブチル−Ｎ´−ミリストレイル尿素等の不飽和脂肪族尿素の他、ヘキサメチレンビスオレイル尿素、ヘキサメチレンビスパルミトレイル尿素、ヘキサメチレンビスミリストレイル尿素等の不飽和脂肪族系ビス尿素などが挙げられる。さらにまた、芳香族尿素類としては、例えば、Ｎ−フェニル−Ｎ´−ステアリル尿素等の芳香族尿素類の他、キシリレンビスステアリル尿素、トルイレンビスステアリル尿素、ジフェニルメタンビスステアリル尿素、ジフェニルメタンビスラウリル尿素等の芳香族ビス尿素などが挙げられる。
【００４７】
なお、本発明では、有機低分子物質（B2）としては、有機低分子物質（B1）と固溶体を生成しないものを選択することが重要である。そのため、有機低分子物質（B2）としては、炭素原子からなる主鎖の炭素数が、有機低分子物質（B1）の炭素主鎖の炭素数と、４以上異なるもの（例えば、４以上多いもの）を用いることが好ましい。
【００４８】
［プラスチック材料］
本発明のプラスチック材料は、前記樹脂母材（Ａ）と、前記有機低分子物質（B1）と、前記有機低分子物質（B2）とにより構成されている。ここで、樹脂母材（Ａ）中における有機低分子物質（B1）の融点Ｔ1は、樹脂母材（Ａ）中における有機低分子物質（B2）の融点Ｔ2よりも低い関係を有しており、しかも、有機低分子物質（B2）は、温度Ｔ1〜Ｔ2において、有機低分子物質（B1）の融液に秩序性を付与する作用を有していることが重要である。
【００４９】
本発明のプラスチック材料による基体を作製する際には、まず、（ｉ）樹脂母材（Ａ）、有機低分子物質（B1）および有機低分子物質（B2）を溶解した溶液をするか、あるいは（ii）有機低分子物質（B1）を溶解しない溶剤を用いて、樹脂母材（Ａ）及び有機低分子物質（B2）を溶解した溶液を調製し、これに有機低分子物質（B1）を微粒子状に分散させて、分散液を調製する。そして、前記溶液（ｉ）又は分散液（ii）を、基材上に塗布し乾燥することにより、プラスチック材料による基体を形成することができる。その後、基材から剥離しても良い。
【００５０】
プラスチック材料の基材の形成に用いられる溶剤としては、特に制限されず、樹脂母材（Ａ）、有機低分子物質（B1）および有機低分子物質（B2）の種類によって適宜選択することができ、例えば、テトラヒドロフラン等の環状エーテル類；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類；クロロホルム、四塩化炭素等の塩素原子含有脂肪族炭化水素類；エタノール等のアルコール類；トルエン、ベンゼン等の芳香族炭化水素類などが挙げられる。
【００５１】
有機低分子物質（B1）の配合割合は、特に制限されず、例えば、樹脂母材（Ａ）１００重量部に対して５〜１００重量部程度の範囲から選択することができる。有機低分子物質（B1）の配合割合が少なすぎると、十分なコントラストを得にくくなり、一方、多すぎると、十分な成膜性を得ることが困難になる。
【００５２】
有機低分子物質（B2）の配合割合は、特に制限されず、例えば、樹脂母材（Ａ）１００重量部に対して０．５〜５０重量部程度の範囲から選択することができる。有機低分子物質（B2）の配合割合が少なすぎると、有機低分子物質（B1）の融液に配向性を付与することが困難になり、一方、多すぎると、樹脂母材（Ａ）への相溶限界を越え、コントラストの低下をまねき、かつ十分な成膜性が得られにくくなる。
【００５３】
本発明のプラスチック材料には、更に必要に応じて滑剤、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を配合してもよい。
【００５４】
なお、プラスチック材料の膜厚としては、通常１〜２０００μｍであり、これより厚くなると光の透過量が減少するので好ましくない。一方、これより薄いとコントラストが低下するので好ましくない。
【００５５】
また、本発明のプラスチック材料では、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）であることが重要である。このように、１０％以上の光透過性を有していると、パルス幅が１０-12秒以下であり且つ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、レーザー加工が出来るようになる。従って、可視光の波長領域において、著しい光吸収や散乱を起こす着色したプラスチック材料や、散乱性粒子を多量に含むプラスチック材料は望ましくない。なお、プラスチック材料の透過率が１０％以上であると、レーザー光の強度をサンプル中で減衰させることなく焦点を合わせることができる。また、プラスチック材料の透過率が１０％以上であると、プラスチック材料の内部の状態を視認することができるので、超短パルスレーザーの照射位置又は焦点位置や、構造の変化の度合いなどを視認することができ、プラスチック材料への超短パルスレーザーの照射を有効に行うことができる。
【００５６】
本発明のレーザー加工用プラスチック材料に、パルス幅が１０-12秒以下である超短パルスレーザーの照射を行うと、プラスチック材料における超短パルスレーザーが照射された（焦点が合わせられた）照射部と、該照射部の近辺部とは、プラズマ発生など化学的・物理的作用を受けながら、局部的に高温状態となり、その後、照射の終了や、照射部の移動に伴い、照射されていた照射部及びその近辺部は、通常は、常温に戻される。このとき、プラスチック材料は、レーザー照射によりＴ2（有機低分子物質（B2）の樹脂母材（Ａ）中での融点）以上の温度に加温され白濁化して、構造が変化する。これは、有機低分子物質（B2）の結晶が融解し、有機低分子物質（B1）に秩序性（分子配向性など）を与えることが出来ず、有機低分子物質（B1）の粒子が小さな結晶となり光を散乱するためである。一方、Ｔ2の温度までは昇温させずに、Ｔ1〜Ｔ2の範囲の温度（Ｔ1は有機低分子物質（B1）の樹脂母材（Ａ）中での融点）に一旦昇温して、急冷させずに徐冷させると、有機低分子物質（B1）の融液に秩序性を付与することができ、有機低分子物質（B1）の結晶が大きくなり光の散乱が減ることから透明になり、Ｔ2以上の温度に昇温されることにより変化した構造が、元の状態の構造に戻る。また、室温に戻しても透明を維持することができる。なお、Ｔ2以上の温度から室温に低下するときに、温度Ｔ1〜Ｔ2の秩序性を付与の温度域を経由するが、レーザーが局所に超短時間しか照射されておらず、周囲により熱を奪われることにより急冷固定（固化）されるので、白濁化により一旦形成された変化した構造が維持されている。
【００５７】
従って、プラスチック材料からなる基材には、超短パルスレーザーの照射により、構造が変化した構造変化部（白濁化した白濁部など）と、構造が変化していない構造未変化部（元の状態の透明部など）とが形成され、結果として、構造変化部及び構造未変化部による相分離構造を有するプラスチック構造体が得られる。なお、構造変化部を元に戻すには（白濁部を消去（透明化）するには）、Ｔ1〜Ｔ2の温度に昇温して、急冷させずにゆっくりと温度を下げればよい。
【００５８】
すなわち、本発明では、プラスチック材料に超短パルスレーザーを照射することにより、精密に制御された誘起構造からなる構造変化部を有するとともに、この構造変化部を加熱により消去できるプラスチック構造体を容易に得ることができる。しかも、この構造変化部の形成及び消失は、可逆的に行うことができる。そのため、プラスチック材料を繰り返し使用することができる。
【００５９】
なお、前記構造変化部を有するプラスチック構造体は、構造の変化により、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屈折率が、構造が変化していない構造未変化部における屈折率に対して、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。
【００６０】
［超短パルスレーザー］
超短パルスレーザーは、そのパルス幅が１０-12秒以下である。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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。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。
【００６３】
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。
【００６４】
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、０．１〜１０μｍ程度の範囲から選択することができる。
【００６５】
［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、（ｉ）樹脂母材（Ａ）、（ii）前記樹脂母材（Ａ）に少なくとも部分的に不溶で且つ樹脂母材（Ａ）中にて相分離し、粒子状に分散している有機低分子物質（B1）、および（iii）前記樹脂母材（Ａ）に溶解する有機低分子物質（B2）からなるプラスチック材料に、パルス幅が１０-12秒以下のレーザーを外部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一例を示す概略図である。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は構造未変化部である。４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）、Ｌはレーザー４の照射方向であり、５はレンズである。プラスチック構造体１は、プラスチック材料からなっており、構造変化部２は、レーザー４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４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。
【００６６】
レーザー４は、プラスチック構造体１に向けて、照射方向Ｌの向きで、すなわちＺ軸と平行な方向で、照射している。なお、レーザー４はレンズ５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。
【００６７】
また、プラスチック構造体１は略直方体であり、その上面はＸ−Ｙ平面と平行な面となっている（又はＺ軸と垂直となっている）。なお、プラスチック構造体１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。
【００６８】
６ａはレーザー４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）、６ｂはレーザー４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、６ｃはレーザー４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６ａから照射終了位置６ｂに移動する移動方向である。６はレーザー４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４の焦点位置を、照射開始位置６ａから照射終了位置６ｂにかけて、焦点位置の移動方向６ｃ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６である。該焦点位置軌跡６において、焦点位置が移動した方向６ｃは、レーザー４の照射方向Ｌと平行な方向（図１では、Ｚ軸と平行な方向）であって、照射方向Ｌとは同一の方向である。
【００６９】
具体的には、プラスチック構造体１にレーザー４が照射方向Ｌの方向で照射されて、前記レーザー４の焦点位置軌跡６上の各焦点位置及びその周辺部（近辺部）において、プラスチック構造体の構造に変化が生じる。このようなプラスチック構造体としては、前述のようなプラスチック材料が用いられている。なお、プラスチック構造体において、焦点位置やその周辺部において構造に変化が生じて、構造変化部が形成される。そのため、該構造変化部の形成により、相分離構造が形成されている。
【００７０】
また、レーザー４の照射に際して、その焦点の位置を連続的に移動させているので、プラスチック構造体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４の焦点位置を、移動方向６ｃの方向に、照射開始位置６ａから照射終了位置６ｂに移動させた場合、移動方向６ｃ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６ｃの方向である。
【００７１】
図２は、本発明のプラスチック構造体の他の例を示す概略図である。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は構造未変化部である。また、６１ａは照射開始位置、６１ｂは照射終了位置、６１ｃは焦点位置が照射開始位置６１ａから照射終了位置６１ｂに移動する移動方向であり、６１は焦点位置軌跡である。なお、４、Ｌ及び５は、図１と同様である。
【００７２】
図３では、レーザー４の焦点位置を、移動方向６１ｃの方向（レーザー４の照射方向Ｌと垂直な方向）に、照射開始位置６１ａから照射終了位置６１ｂに移動させた場合であり、焦点位置軌跡６１の方向は、レーザー４の照射方向Ｌと垂直な方向（図２では、Ｘ軸と平行な方向）となっている。具体的には、レーザー４の焦点位置を、プラスチック構造体１１の上面から一定の深さに保持して、レーザー４の照射方向Ｌとは垂直な方向である移動方向６１ｃの方向に、照射開始位置６１ａから照射終了位置６１ｂに移動させている。従って、構造変化部２１は、移動方向６１ｃの方向、すなわち、レーザー４の照射方向Ｌに対して垂直な方向（Ｘ軸と平行な方向）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６１ｃの方向である。
【００７３】
なお、構造未変化部位３１は、レーザー４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。
【００７４】
このように、本発明では、レーザー４の焦点の位置を、レーザー４の照射方向Ｌに対して、平行な方向や垂直な方向などに移動させることができる。このように焦点の位置を移動させることにより、焦点位置の移動方向に連続的に構造が変化して形成された構造変化部２（又は２１）を形成させることができる。レーザー４の焦点位置の移動方向（「焦点移動方向」と称する場合がある）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４の照射方向に対して、平行な方向（レーザー４の照射方向と同一の方向又は反対の方向）、垂直な方向、斜めの方向などが挙げられる。特に本発明では、レーザー４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。また本発明では、レーザー４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。
【００７５】
このように、焦点位置を移動させながらレーザー４を照射することにより、種々の形状の構造変化部を形成することができる。レーザー４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、プラスチック構造体の材質（例えば、プラスチック材料の種類）やレーザー４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、構造変化部の大きさ等をコントロールすることも可能である。
【００７６】
また、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。
【００７７】
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。
【００７８】
図３は、長手方向に対して垂直な面で切断した断面形状（「長手方向に対する垂直断面形状」と称する場合がある）を示す概略断面図である。具体的には、図３（ａ）は図１に係るプラスチック構造体１の長手方向に対する垂直断面形状を示す概略断面図であり、Ｘ−Ｙ平面と平行な面で切断した断面図である。図３（ａ）において、構造変化部２の長手方向に対する垂直断面形状は、略円形状となっている。また、図３（ｂ）は図２に係るプラスチック構造体１１の長手方向に対する垂直断面形状を示す概略断面図であり、Ｚ−Ｙ平面と平行な面で切断した断面図である。図３（ｂ）において、構造変化部２１の長手方向に対する垂直断面形状は、短辺と長辺とを有する略長方形状となっている。
【００７９】
本発明では、構造変化部の長手方向に対する垂直断面形状が、略楕円形状や略長方形状を有している場合、その短軸又は短辺の長さＬSと、長軸又は長辺の長さＬLとの比は、特に制限されず、例えば、１＜ＬL／ＬS＜２０（好ましくは１．５＜ＬL／ＬS＜１５）程度の範囲から選択することができる。例えば、短軸又は短辺の長さＬSが１〜１０μｍ程度に対して、長軸又は長辺の長さＬLが１０〜１５０μｍ程度であってもよい。
【００８０】
なお、本発明では、レーザーの照射方向と垂直な方向や斜めの方向に、レーザーの焦点位置を移動させることにより、構造変化部において、長手方向に対する垂直断面形状や照射方向に対する平行断面形状などの断面形状を様々なものに調整することができる。
【００８１】
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。
【００８２】
本発明では、レーザーの焦点位置を移動させることにより、構造変化部が移動方向に連続的に形成されており、焦点位置の移動方向が長手方向となっている。従って、長手方向における構造変化部の長さは、例えば、レーザーの焦点位置を移動させた移動距離に対応させて、調整することができる。例えば、レーザーの焦点位置を直線的に移動させた場合、構造変化部の焦点移動方向における長さとしては、レーザーの焦点位置を移動させた移動距離と同等又はほぼ同等にすることができる。
【００８３】
また、本発明では、構造変化部において、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、構造変化部は、変化した程度が均一的であるように構造が変化しているような構成であってもよく、また、構造未変化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いるような構成であってもよい。従って、構造変化部と、構造未変化部との界面（又は境界）は、明瞭又は不明瞭となっていてもよい。
【００８４】
なお、本発明では、レーザーの焦点位置を曲線的（例えば、螺旋状に）に移動させることができ、構造変化部全体としての形状を種々のものに調整することができる。この場合、構造変化部全体としての長手方向の長さや、該長手方向に垂直な面で切断したときの断面の形状やその大きさなどは、特に制限されず、前記曲線的な移動の軌跡に対応することになる。
【００８５】
本発明では、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。
【００８６】
本発明では、構造変化部の大きさ、形状、構造の変化の程度は、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。
【００８７】
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、超短パルス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、超短パルス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。
【００８８】
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。
【００８９】
このように、本発明のプラスチック構造体は、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。
【００９０】
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、精密に構造変化部を制御して作製することができる。
【００９１】
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、樹脂母剤（Ａ）、有機低分子物質（B1）及び有機低分子物質（B2）を含有するプラスチック材料を用いているので、結晶性の変化による構造の変化が主として挙げられる。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、前記結晶性の変化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、相分離による構造の変化、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。
【００９２】
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変化していることが好ましい。
【００９３】
本発明では、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。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。すなわち、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。
【００９４】
本発明のレーザー加工用プラスチック材料は、超短パルスレーザーの照射による誘起構造形成などの加工に対して、優れた加工性を有している。
【００９５】
本発明のプラスチック材料が超短パルスレーザーにより加工されたプラスチック構造体は、例えば、拡散板や散乱素子などの光機能部材；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などの高機能なレーザー加工品として利用することができる。
【００９６】
なお、本発明のプラスチック材料が超短パルスレーザーにより加工されたプラスチック構造体を、元の状態に戻して消失させる際には、特定の範囲内の温度に一旦昇温させた後、冷却すればよい。
【００９７】
特に、構造変化部の形成及び消失は、可逆的に行うことができる。そのため、本発明のプラスチック材料は繰り返し利用される。
【００９８】
【発明の効果】
本発明のプラスチック材料は、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、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作製するためのレーザー加工に適している。
【００９９】
特に、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る加工を行っても、クラック等の劣化を起こさずに、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作製することができる。このプラスチック構造体の構造変化部における構造は、精密に制御することができる。しかも、特定の範囲内の温度に昇温するだけで、構造変化部の構造を元に戻して、消失させることができる。さらにまた、この構造変化部の形成及び消失は、可逆的に可能である。
【０１００】
【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）
ステアロン（［ＣＨ3（ＣＨ2）16］2ＣＯ；溶融温度（ｍｐ）：９１．０℃）：２０重量部、エチレンビスカプリン酸アマイド（ｍｐ：１６５．０℃）：１．０重量部、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体：４０．０重量部、およびテトラヒドロフラン：２４４．０重量部を均一に混合し、該溶液をワイヤーバーで基材（ポリエチレンテレフタレートフィルム；厚み：１８８μｍ）上に塗布し、加熱乾燥した後剥離し、膜厚：約５０μｍのフィルム状サンプルと、膜厚：約０．８ｍｍのフィルム状サンプルとを作製した。
【０１０１】
前記膜厚：約５０μｍのフィルム状サンプルを用いて、（株）村上色彩技術研究所のＭＩＣＣ製反射・透過計ＨＲ−１００を用いて、４００ｎｍから８００ｎｍの全光線透過率を測定したところ、該フィルム状サンプルの波長：４００ｎｍ〜８００ｎｍにおける全光線透過率は９１％であった。
【０１０２】
前記膜厚：約０．８ｍｍのフィルム状サンプル（「照射サンプルＡ」と称する場合がある）の上面から約３０μｍ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：２０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）：１８ｍＷ、照射スポット径：約３μｍ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。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７μｍ、長軸が約２００μｍ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。
【０１０３】
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、２．８×１０-3であった。
【０１０４】
この構造変化部を有するプラスチック構造体を、１１０℃で５分加熱し徐冷したところ、構造変化部がほぼ消失した。
【０１０５】
（実施例２）
実施例１で作製した膜厚：約０．８ｍｍのフィルム状サンプル（照射サンプルＡ）を用い、超短パルスレーザーの平均出力を３０ｍＷとしたこと以外は実施例１と同様に照射したところ、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。この構造変化部と、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、３．２×１０-3であった。
【０１０６】
なお、構造体形成はできたが、しかし加温で消去できない構造が残った。これは照射のエネルギーが強く、樹脂母材（Ａ）、分散成分（有機低分子物質（B1））に不可逆的なダメージを生じている。
【０１０７】
（実施例３）
ステアロンの代わりにベヘン酸（ｍｐ：８０．０℃）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、膜厚：約５０μｍのフィルム状サンプルと、膜厚：約０．７ｍｍのフィルム状サンプルとを作製した。
【０１０８】
この膜厚：約５０μｍのフィルム状サンプルについて、実施例１と同様の測定条件で全光線透過率を測定したところ、８９％であった。
【０１０９】
膜厚：約０．７ｍｍのフィルム状サンプル（「照射サンプルＢ」と称する場合がある）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、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。この構造変化部と、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、２．２×１０-3であった。
【０１１０】
この構造変化部を有するプラスチック構造体を、１１０℃で５分加熱し徐冷したところ、構造変化部がほぼ消失した。
【０１１１】
なお、実施例１〜３では、光干渉顕微鏡（菱化システム社製）、反射型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（日立製作所社製）を用いて、プラスチック構造体の表面並びに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一例を示す概略図である。
【図２】本発明のプラスチック構造体の他の例を示す概略図である。
【図３】図３（ａ）は図１に係るプラスチック構造体１の長手方向に対する垂直断面形状を示す概略断面図であり、図３（ｂ）は図２に係るプラスチック構造体１１の長手方向に対する垂直断面形状を示す概略断面図である。
【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        パルス幅が１０-12秒以下である超短パルスレーザー
５        レンズ
Ｌ        レーザー４の照射方向
６，61    レーザー４の焦点位置軌跡
6a ，61a  レーザー４の照射開始位置
6b ，61b  レーザー４の照射終了位置
6c ，61c  レーザー４の焦点位置の移動方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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