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まるごと事典
樹脂ワーク発色のしくみ
発色の原理は、4つに大別されます。
- 発泡によるマーキング
- 凝縮によるマーキング（添加剤を添加）
- 炭化によるマーキング（添加剤を添加）
- 化学的効果によるマーキング
1.発泡
レーザ光を照射すると、その熱効果により基材内でガス泡が発生します。ガス化し蒸発した気泡が、基材の表面層で封じ込められ、白っぽく隆起します。特に濃色の基材では、その視認性も良く、「薄い基材色」になります。
（例）基材色：黒→グレーに発色/赤→ピンク色に発色
（例）基材色：黒→グレーに発色/赤→ピンク色に発色
2.凝縮
「添加剤」にレーザのエネルギーが吸収されると、その熱効果により添加剤の分子密度が上がり、凝縮されることにより濃色に変色します。
「添加剤」とは、一般に「発色剤」と言われますが、レーザ光の吸収率が高い「顔料」と考えて問題ありません。
「添加剤」とは、一般に「発色剤」と言われますが、レーザ光の吸収率が高い「顔料」と考えて問題ありません。
3.炭化
更に、高いエネルギーが照射し続けると、「添加剤」によって吸収率が上がり「添加剤」周辺の素材の高分子が炭化して、黒く発色します。基材だけでは、炭化しません。
「添加剤」とは、一般に「発色剤」と言われますが、レーザ光の吸収率が高い「顔料」と考えて問題ありません。
「添加剤」とは、一般に「発色剤」と言われますが、レーザ光の吸収率が高い「顔料」と考えて問題ありません。
4.化学変化
基材中の「顔料」の成分には、必ず金属イオンを含みます。
レーザを照射することにより、このイオンの結晶構造の変化や結晶中の水和量が変化することにより、その成分の組成そのものが化学的に変化して、顔料の濃度が増加し発色する現象がおこります。
レーザを照射することにより、このイオンの結晶構造の変化や結晶中の水和量が変化することにより、その成分の組成そのものが化学的に変化して、顔料の濃度が増加し発色する現象がおこります。
まとめ
樹脂の「基材」基本的に白色（又は淡い黄色）です。
- 濃色の素材で白く浮き出るような印字、または素材と同色で薄く変色する様な印字状態が、「発泡」です。
- 顔料がレーザの熱効果により、ガス化して抜け、基材色が残る印字状態も「発泡」になります。
- 濃く、黒く発色する印字状態が「炭化」です。→「添加剤」や、レーザを吸収し易い「顔料」を含有します。
- 顔料その物を変色させる印字状態が、「化学変化」です。
