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ナノ粒子生成方法及びレーザカラーマーキング方法 新技術説明会

国内特許コード P07A012467
整理番号 ID5088
掲載日 2007年12月28日
出願番号 特願2005-053481
公開番号 特開2006-233316
登録番号 特許第4792573号
出願日 平成17年2月28日(2005.2.28)
公開日 平成18年9月7日(2006.9.7)
登録日 平成23年8月5日(2011.8.5)
発明者
  • 池野 順一
出願人
  • 学校法人埼玉大学
発明の名称 ナノ粒子生成方法及びレーザカラーマーキング方法 新技術説明会
発明の概要

【課題】ナノレベルの粒子径の粒子を用いて行うレーザカラーマーキング方法を提供する。
【解決手段】金の薄膜をスパッタで生成する第1のステップと、この薄膜にレーザを照射して金を粒状化する第2のステップとを含み、第2のステップで、連続発振レーザのレーザ光の走査速度を変えて、粒子径を制御し、発色する色の種類を制御する。この方法で、被加工物にマーキングするカラーの色を赤、青、黄(金色)に制御することができ、フルカラーのマーキングが可能となる。
【選択図】図5

従来技術、競合技術の概要


レーザマーキングは、缶の表面等にレーザを照射して賞味期限を記入するためなどに使われているが、本発明者は、先に、金のナノ粒子が粒子径に応じて異なる色を示すことを利用して、様々な製品にレーザを照射してカラーマーキングを行う方法を開発した(下記特許文献1参照)。
この方法では、被加工物の表面に金コロイドを混合した塗料を塗布し、その上にレーザ光線を照射する。この照射で塗料の媒質は蒸発し、金のナノ粒子は凝集し、さらに溶融して成長し、粒子径に応じた色を示す。



金ナノ粒子は、10nm~20nmで赤色、70nmで青色(その配列により黒色)、100nm以上で金色となる。この発色の違いは、粒子の大きさによって物体表面のプラズマ角周波数が異なることから生じる。
また、金ナノ粒子は、カラーマーキング以外にも、粒子を結合してナノテクノロジー用の部品を作製したり、金微粒子表面に機能性を持つチオール分子等を吸着させて分析化学や検査試薬用の機能性金コロイドを作製したりするためにも用いられている。

【特許文献1】特開2003-94181号公報

産業上の利用分野


本発明は、直径がナノレベルの金属粒子を生成する方法と、その粒子を用いてレーザカラーマーキングを行う方法に関し、特に、粒子径を精密に制御して、所望のカラーでのレーザマーキングを可能にするものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
ナノレベルのサイズの金属粒子を生成する方法であって、
スパッタリングまたは蒸着で金属の薄膜を生成する第1のステップと、
前記薄膜にレーザを照射して前記金属を粒状化する第2のステップと
を含み、前記第2のステップでパルス発振レーザのレーザ光を照射して20nm~30nmの金属粒子を生成することを特徴とする金属ナノ粒子生成方法。

【請求項2】
ナノレベルのサイズの金属粒子を生成する方法であって、
スパッタリングまたは蒸着で金属の薄膜を生成する第1のステップと、
前記薄膜にレーザを照射して前記金属を粒状化する第2のステップと
を含み、基板上の同一箇所に、前記第1のステップと、前記第2のステップとを交互に繰り返し、その繰り返し回数を変えて前記粒状化した金属のサイズを制御することを特徴とする金属ナノ粒子生成方法。

【請求項3】
ナノレベルのサイズの金属粒子を生成する方法であって、
スパッタリングまたは蒸着で金属の薄膜を生成する第1のステップと、
前記薄膜にレーザを照射して前記金属を粒状化する第2のステップと
を含み、前記第2のステップで連続発振レーザのレーザ光を照射し、前記レーザ光の走査速度を変えて、前記粒状化した金属のサイズを制御することを特徴とする金属ナノ粒子生成方法。

【請求項4】
ナノレベルのサイズの金属粒子を生成する方法であって、
スパッタリングで金属の薄膜を生成しながら、生成中の前記薄膜にレーザを照射して前記金属を粒状化することを特徴とする金属ナノ粒子生成方法。

【請求項5】
ナノレベルのサイズの金属粒子を生成して前記サイズに応じた発色を得るレーザカラーマーキング方法であって、
スパッタリングまたは蒸着で金属の薄膜を生成する第1のステップと、
前記薄膜にレーザを照射して前記金属を粒状化する第2のステップと
を含み、被加工物の同一箇所に、前記第1のステップと、前記第2のステップとを交互に繰り返し、その繰り返し回数を変えて発色の濃淡を制御することを特徴とするレーザカラーマーキング方法。

【請求項6】
ナノレベルのサイズの金属粒子を生成して前記サイズに応じた発色を得るレーザカラーマーキング方法であって、
スパッタリングまたは蒸着で金属の薄膜を生成する第1のステップと、
前記薄膜にレーザを照射して前記金属を粒状化する第2のステップと
を含み、前記第2のステップで連続発振レーザのレーザ光を照射し、前記レーザ光の走査速度を変えて、発色する色の種類を制御することを特徴とするレーザカラーマーキング方法。
産業区分
  • 加工
  • その他機械要素
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
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