KR20040078124A - 대상물의 용접을 가능하게 하는 흡수재 염료의 표면증착을 갖는 전처리된 대상물 - Google Patents

대상물의 용접을 가능하게 하는 흡수재 염료의 표면증착을 갖는 전처리된 대상물 Download PDF

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KR20040078124A
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bulk
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하틀리스콧엠
살라반티로버트에이
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젠텍스 코오포레이숀
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Abstract

대상물의 표면 상에 강한 흡수 및 높은 흡광 계수를 갖는 흡수재 염료를 증착하여 용접가능한 대상물이 준비된다. 이 염료는 균일한 밀도로 증착되고, 그것에 의하여 약 0.1 J/mm2이상의 귀환 복사 에너지를 전자 진동의 이완과 발열 분해를 경유하여 열적 에너지로 변경하는 용량을 갖는다. 광학적 응용들에서, 상기 대상물은 고명소(high photopic) 및 고광학 전송의 용접들을 형성한다. 상기 대상물을 전처리하기 위한 방법은 중합체들, 염료들 및 용액들을 선택하기 위한 단계들을 설명한다.

Description

대상물의 용접을 가능하게 하는 흡수재 염료의 표면 증착을 갖는 전처리된 대상물{Pre-processed workpiece having a surface deposition of absorber dye rendering the workpiece weld-enabled}
전송 레이저 용접으로 플라스틱 부품들을 결합하는 기술이, 예를 들어, 미국 특허 5,893,959에서 개시된다. 이 미국 특허 5,893,959는 용접 영역을 따라서 흡수 성질들을 향상하기 위하여 안료들을 이용한다. 그러나, 개시된 안료들은 용접공정에서도 잔존하기때문에, 결합부의 외관에 악영향을 미친다. 상기 특허는 상하부 기판들이 불투명하게 되도록, 결합전후에 그 안료를 상하부 기판들 전체에 혼합하므로써 감소된 미감을 보상한다. 상기 상부기판은 1% 미만의 안료 농도를 갖는 것으로 설명되는데, 이 농도는 용접 레이저 파장에서 60% 이상의 전송를 제공한다. 상기 하부 기판은 1 - 2 % 사이의 안료 농도를 수용하는데, 이는 무시할 수 있는 전송이다.
따라서, 용접 가능한 대상물의 설계 임계치들과 가공 특성들의 범위를 정의하는 것이 바람직할 것이다. 이 대상물은 용접 이음매에서 최소의 폐색을 제공하고, 용접 이음매에서 시각적이고 광학적이기도 한 명확성을 더 포함할 수도 있고; 흡수재 염료를 용접 영역 위에만 선택적으로 증착하여 전체의 나머지 곳곳에 흡수재가 유도한 폐색을 제거하고; 불활성이고, 용해될 수 있고, 비가시적인 부산물들로의 분해가 될 것인 그러한 방법으로 상기 염료들을 혼합하고; 상기 용접 파장에서 우선적으로 전송에 영향을 미치는 흡수재 염료를 이용하고; 상기 용접 파장으로부터 수치적으로 이격된 파장들에서 전송 효과를 최소화하는 흡수재 염료들을 이용하고; 가시 스펙트럼 내 전송을 최소화하는 흡수재 염료를 이용하고; 그리고 특정 실시예들에서, 효과가 없거나 가시 스펙트럼 내에서 이익적인 전송 효과들을 가진다.
카본 블랙 염료화 및 흡수재 염료들을 이용하는 응용들 사이의 관계는 루쎄엑(Russek)의 논문 "Laser Beam Welding of Polymers with High Power Diode Lasers: Joining Innovation for Micro and Macro Technologies"에 라인 에너지의 함수로써 논의된다. 이 논문은 용접을 하는 동안 갭 브리징(gap bridging)의 관심사들을 강조하기 위한 3차원의, 용적 측정의 열역학 공정 모델링을 제안한다. 그러한 접근의 중요한 단점은, 용접이 도 6에 도시된 것처럼, 에너지 밀도 분포를 얻기 위하여 완료되어야 하고 횡으로 절단되어야 한다는데 있다. 그러나, 루쎄엑은 단일 대상물에 대한 염료 밀도가 표면 염료 증착의 고유 용량에 해당될 표면적당 에너지 범위를 제시하지 못하고 있다. 국제특허출원번호 PCT/GB99/03241를 갖는 공개 PCT출원은 용접부품들 사이에 샌드위치된 적외선 흡수재 염료를 갖는 용접부들을 위한 공정을 개시한다.
본 발명은 장래의 용접공정에서 소모되고 특별히 명시된 목적을 위한 흡수재 염료의 표면 증착을 갖는 전처리된 대상물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 방열동안 예외적인 에너지 전환 효율을 위하여 설계되고 처리되는 상기 대상물의 기계적 및 화학적 특징들에 관한 것이다.
도면들에 있어서, 동일한 참조 부호들은 유사한 요소들을 나타내기 위하여 사용되는데:
도 1은 본 발명의 대상물의 일측을 따라서 도시된 것으로서, 흡수재 염료의 표면증착을 갖는 본 발명에 따르는 전처리 대상물의 사시도.
도 2A는 도 1의 II-II선을 따라서 절단된 표면 증착의 확대 횡단면도.
도 2B는 도 1의 II-II선을 따라서 절단된 표면 증착의 다른 실시예의 확대 횡 단면도.
도 3은 전자 복사를 뒤따르게 하는 전송 곡선들과 함께 대상물의 전처리에서 다양한 단계들의 전송 곡선들을 보여주는 그래프.
도 4는 도 3의 곡선들의 각각에 해당하는 조건들을 설명하는 대상물과 상대물의 다수 부품들의 횡단면도.
도면, 특히 도 1을 상세하게 참조하면, 준비된 대상물(10)이 도시되어 있다. 이 대상물(10)은, 장래의 어떤 시점에, 양립할 수 있는 중합체로 만들어진 재료에 용접될 명시(express) 및 궁극적 목적을 위하여 구성된 것이다. 즉, 대상물(10)은 가공 중인 공정으로 간주될 수도 있는데, 이 대상물은 약간의 초기 처리를 하였고, 추가적인 처리를 기다리는 연장된 시기를 위한 발명에 있을 수도 있다. 본 특허출원은 부품들이 녹아서 서로 용융될 때까지 표면층들을 그들 각각의 용융 온도 범위로 상호 가열하여 재료에 결합시키기에 적합한 대상물의 설계 및 가공 특성들을 포함할 것이다. 본 특허출원의 구체적인 부분은 아니더라도, 용접 공정은 전송하는 복사 에너지 용접으로 구성된다. 그러한 복사 에너지는 적외선 램프들 및 적외선 에미터들(emitters)과 함께 가시, 근적외선, 및 적외선 스펙트럼에서 동작하는 레이저들을 포함하는 수많은 소스(source)들로부터 제공될 수도 있다. 일반적으로 레이저들은 적외선 램프들보다 좁은 대역폭들을 가지지만, 여기서 사용된 용어인 "용접 파장(welding wavelength)"은 흡수재 및 복사 에너지 원이 공통적으로 열적 용접 에너지를 전달하기 위하여 갖는 하나 이상의 파장들을 의미할 것이다.
대상물과 상대물 양립성
본 발명에 따르는 대상물들은 일반적으로 열가소성 재료들이나 몇몇 그룹의열경화성 플라스틱들로 만들어진다. 또한, 플라스틱이나 플라스틱 섬유들로 만들어진 직물들, 혹은 플라스틱 코팅들을 갖는 다른 섬유들이 포함된다. 본 발명의 대상물의 설계는 그의 표면을 교합 표면에 용융하고, 그 표면에 근접한 각 방향으로 여러 중합체 층들을 유효화하는 능력을 포함한다. 주요한 특징은 대상물의 표면이 분해시라기 보다는 가열시에 적어도 연화된다는데 있다. 유사하게, 교합 표면은 가열시 연화되어야 한다. 적절한 용접을 위하여 상기 대상물과 상대물(mating material)은 서로 혼합가능한 중합체들이고 중첩하는 용융 온도 범위들을 가져야 한다.
대상물, 염료, 및 관련 화학성분들 양립성
흡수재 염료가 테이프나 필름과 같은 고체 형태로 대상물 표면 위에 올려지는 동안, 액체 상태로의 적용으로부터 특별한 실리가 얻어진다. 본 출원의 공정은 본 발명의 일부가 아니더라도, 결과적인 대상물은, 다수의 응용 공정들로부터 기인할 수 있는 응용 공정과 별개의 특징들로서, 제한된 수의 응용 공정들의 언급에 의하여 어떤 방법으로 제한되지 말아야 한다. 예를 들어, 액체 디스펜싱(dispensing)이나 잉크 젯 프린팅(ink jet printing)은, 염료를 다양한 범위의 표면들, 형태들, 대상물 유형들, 의도된 사용들 및 그들의 조합에 적용하기 위한 다른 측면의 유연성, 비용 효과 및 균일성을 제공한다.
액체 형태에서의 응용들에 대하여, 실질적으로 염료를 용융시켜 잉크를 형성하는 용매가 필요하다. 공학적 요구들은 잉크를 위한 적절한 점성, 표면 장력 및건조 시간을 포함하고, 이들 요소들 모두는 용접 영역의 가장자리가 얼마나 잘 용접되는지에 영향을 미칠 수 있다. 용매가 증발한 다음에, 염료는 첨가제들, 용매 잔류물들 및 불순물들과 함께 그 표면 위에 남아 있다. 유사하게, 고체 형태에서의 응용들에 대하여, 염료는 필름이나 테이프를 구성하는 다른 구성물들과 함께 그 표면 위에 놓인다. 아래에서 더 상세하게 논의되듯이, 용접의 진행동안 염료는 분해될 수도 있다. 따라서, 본 출원공정의 첨가제들, 잔류물들, 불순물들 및 다른 구성물들, 염료들, 분해 생성물들 및 다른 부산물들 모두는 대상물과 교합 재료의 표면 중합체들에서 혼합될 수 있어야 하는 요구가 필요하다. 추가적인 요구는 이들 성분들중 무엇도 용접공정, 예를 들어, 열 배출(heat sinking)이나 미스매칭된 용융 온도(들)를 통하는 용접공정을 방해해서는 안되며, 또는 최종 용접물을 폐색해서는 안된다는 것이다.
염료들은 용접 파장에서 높은 흡수 및 큰 흡광 계수들을 갖는 가시광, 근적외선(near infrared: NIR), 적외선 (IR) 흡수 염료들이다. 동시에, 그 염료는 레이저 파장 이외의 영역들, 특히 가시 스펙트럼 내에서 낮은 흡수 및 낮은 채색특성을 가져야 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 하나의 가시광 흡수 염료가 대응 가시광 전송 레이저와 함께 사용된다. 선택적으로, 근적외선(NIR) 흡수 염료가 NIR 레이저와 함께 사용된다. 가시, NIR 또는 IR 복사 에너지의 다른 소오스들이 채용될 수도 있다. 레이저는 단일 파장들에서 동작하지만, IR 램프들 또는 IR 에미터들은 다수의 파장들에서 동작할 수도 있다. 다수의 파장들을 포함하는 대역폭을 횡단하여 흡수하도록 염료들의 조합들이 사용될 수도 있다. 아울러, 하나의 염료의 발열 에너지가 제2 염료의 분해를 유발하기 위하여 사용될 수도 있다. 하나 이상이 염료가 사용되는지 여부에 대한 주요 요소는 용접의 광학적 전송이 이슈인 에너지와 낮은 폐색의 효과적인 전환이다.
도 1과 2A를 참조하면, 대상물(10)은 표면 작용층들을 나타내는 표면(16)을 포함한다. 또한, 대상물(10)은 표면(16) 아래의 재료의 벌크이자 대상물(10)의 반응하지 않는 부분을 나타내는 벌크부(14)를 갖는다. 대상물(10)은 상대물(12)과의 배타적이고 궁극적인 목적을 위하여 설계되고 가공된다.
흡수재 염료(20)는 표면(16)을 따라서 증착된다. 염료(20)의 존재는 용접 영역(22)을 정의한다. 즉, 용접 영역(22)은 용접이 가능하게 되는 표면(16)의 영역이다. 장래의 특정 시점에, 양립할 수 있는 중합체(12)를 표면(16)과 접촉하도록 적절하게 위치시키고 용접 영역(22)을 본 발명의 범위 내에서 소정 량의 레이저 에너지에 노출하므로써 용접이 용접 영역(22)을 따라서 얻어질 수 있다. 도 2A는 개별적인 분자들이 몇몇 분자층의 두께의 형태로 표면(16) 상에 존재하는 흡수재 염료를 보여준다. 이 흡수재 염료는 적절하고, 양립할 수 있는 용매에 용해되어 표면(16)에 적용된다. 이 용매는 대상물 재료에 대한 용매의 침투성에 의존하여 표면(16)으로부터 몇몇 분자층들 깊이로 염료의 주입을 야기할 수도 있다. 이들 표면층들이 용접동안 용융됨에 따라, 주입된 염료는 용접 조인트 영역에서 용융 흐름과 만날 것이다. 놀랍게도, 출원인들은 용융된 흐름 영역이 그후 이들 주입 염료 분자들에 도달하는 동안 약간의 염료 주입이 허용될 수 있다는 사실을 발견하였다. 그러나, 염료가 표면으로부터 더 이상 주입되면, 용융 흐름 영역으로부터 멀리 떨어진 가열은 용접되는 조인트를 폐색하는 거품형성을 야기한다.
도 2B의 실시예에서, 흡수재 염료가 이후 표면(16) 위에 놓여지는 박막으로 먼저 결합됨에 따라 주입이 완전히 회피된다. 본 실시예는 표면을 따라 활동하여 용접 영역의 가장자리의 정교함을 감소시키는 염료/용매 용액를 갖는 것과 관련되는 문제들도 회피한다. 용접 영역의 가장자리는 표면(16)의 용접 가능한 부분들과 용접 가능하지 않은 부분들 사이의 경계를 나타낸다.
전처리 예들
도 3은 일련의 전송 그래프를 도시하고 있는데, 여기서 곡선(40)은 대상 시편(10)의 상부에 놓여진 상대물 시편(12)을 통한 전송을 나타낸다. 이들 두 시편들은 폴리카보네이트(polycarbonate)로 만들어졌다. 다음으로, 리터당 1그램의 흡수재 염료를 함유하는 용액이 그 위에 용접 영역을 형성하는 대상물(10)에 적용되었다. 곡선(50)은 상기 흡수재 염료를 함유하는 대상물(10) 위에 놓인 상대물(12)을 통한 전송을 나타낸다.
도 4는 왼쪽의 교합 재료(12)와 오른쪽의 대상물(10)과 패널들의 횡단면 관계를 보여준다. 영역(44)은 곡선(40)에 대응한다. 영역(55)은 곡선(50)에 대응하는데, 여기서 대상물(10)은 용접 가능하고, 근적외선(NIR)과 적외선(IR)에서 가장 낮은 전송값들을 나타낸다.
후처리예들
도 3을 다시 참조하면, 곡선(60)은, 양 패널(panel)이 서로 죄어지지 않아 용접점이 생기지 않은 상태에서 레이져가 조사됨에 따른 양패널을 통한 전송율을 나타낸다. 곡선(70)은, 용접영역이 레이져 조사를 끝까지 견디기는 하지만 용접점은 생기지 않은 상태에서 레이져가 조사됨에 따른 양패널을 통한 전송율을 나타낸다. 곡선(80)은, 패널이 적절한 방향으로 향하고 죄어지며 용접점이 생성된 상태에서 레이져가 조사됨에 따른 양패널을 통한 전송율을 나타낸다.
도 4에서, 영역(66)은 곡선(60)에 대응하고, 영역(77)은 곡선(70)에 대응한다. 흡착재 염료(20)가 부분적으로 또는 완전히 분해되어 있지만 용접점이 생기지 않은 사실에 주목하라. 본 시험 데이타를 살펴보면, 상대물(66)에 부적절하게 죄어진 대상물은 대상물(77)을 부적절한 방향으로 위치시킨 것과 균등하다는 것을 보여준다. 또 다른 시험에서는, 폴리올레핀(polyolefin)에의 용접을 위해 사이롤라이트 아크릴(Cyrolite acrylic)이 사용되었다. 중합체의 용융점 범위가 겹치지 않았기 때문에, 대상물은 상기 상대물에 용접되는데 실패했고, 그럼으로써 상호 혼합이 발생하는 것을 방지했다. 영역(88)은, 염료가 분해되어 있고 대상물(10)과 상대물(12)간의 반사경계가 함께 융합되어 있는 곡선(80)에 대응한다. 전송율을 저하시키는 반사경계를 제거함으로써, 곡선(80)에 도시된 바와 같이, 성공적으로 용접된 영역(88)에 대해서 높은 전송값을 얻을 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 예시적인 다이오드 레이져 용접의 파장인 940nm에서는, 양 벌크(both bulk) 부분 및 양 반사표면을 통한 전송율은 81.9% 이며, 이는곡선(40)에 대응한다. 공식을 도입한 후 동일한 측정을 하면, 71.8%의 전송율을 보이며, 이는 곡선(50)에 대응한다. 이러한 차이는 약 10% 정도 낮은 값이며, 약 0.9배 작은 값이다. 곡선(60) 및 곡선(70)에 대응하는 Mis-용접은, 약 78.4%의 전송율을 보이며, 곡선(80)에 대응하는 적정 용접의 경우는 86.6%의 전송율을 나타낸다.
예시적인 Nd:YAG 레이져 용접의 파장인 1064nm에서는, 양 벌크(both bulk) 부분 및 양 반사표면을 통한 전송율은 81.7% 이며, 이는 곡선(40)에 대응한다. 공식을 도입한 후 동일한 측정을 하면, 69.1%의 전송율을 보이며, 이는 곡선(50)에 대응한다. 이러한 차이는 약 10% 정도 낮은 값이며, 보다 상세하게는 12.6% 낮은 값이다. 이러한 차이는 약 0.9배 작은 값이며, 보다 상세하게는 약 0.8배 작은 값이다. 곡선(60) 및 곡선(70)에 대응하는 Mis-용접은, 약 77.5%의 전송율을 보이며, 곡선(80)에 대응하는 적정 용접의 경우는 86.1%의 전송율을 나타낸다.
예시적인 VIS 파장은 550nm이며, 이 파장은 또한 대략적인 명소근사(approximation of the photopic)로서 역할을 한다. 모든 곡선(40,50,60,70)은 투과율 75.3%의 0.3% 범위내에서 그룹지어지며, 미스 용접(mis-weld)에 따른 도입 및 분해작용이 가시 스펙트럼상에 미치는 최소 효과를 나타낸다. 적정 용접은 83.4%의 전송율을 나타내며, 이것은 550nm에서의 절대 측정치와 명소근사치에 대해서 약 10% 높으며, 약 1.1배 큰 값이다. 이러한 백분율 전송율는 다음의 표 1에 요약되어 있다.
표 1
파장 곡선(40)영역(44) 곡선(50)영역(55) 곡선(60)영역(66) 곡선(70)영역(77) 곡선(80)영역(88)
1064nm 81.7 69.1 77.5 77.5 86.1
40nm 81.9 71.8 78.4 78.4 86.6
50nm 75.3 75.3 75.3 75.3 83.4
상이한 중합체, 상이한 염료, 상이한 매개물, 상이한 염료농도, 상이한 조사레벨을 사용하면, 다양한 결과를 얻을 수 있다. 광학적 응용에서, 이러한 값은 아주 전형적인 결과이다. 가시 스펨트럼에서 동작하는 레이져를 포함한 다른 레이져들 또한 사용될 수 있다.
액체 상태의 매개물에서 측정시 염료의 농도가 7배 높은 또 다른 예가 표 2에 도시되어 있다. 추가 염료의 존재여부는 높은 파장의 영역(55)에 나타나 있는 낮은 수치에 의해 확인된다. 다른 모든 요인은 동일하다. 용접후, 550nm의 영역(88)에 나타나 있는 탁월한 전송율에 주목하라. 이러한 값은, 영역(88)의 다른 파장에서는 염료가 존재함에도 불구하고, 표1에 나타나 있는 측정치와 동일한 결과를 나타낸다는 점에서 비교되는 값이다. 그러므로, 이러한 예는, 실질적으로 가시적 또는 명소 전송율에 아무런 영향을 미치지 않는, 부분적 발열 분해반응을 설명한다. 이러한 염료 농도에서, 본 발명에 따른 인자범위 내에서 용접이 일어나는 동안 좀 더 많은 양의 열에너지를 사용할 여지가 존재한다.
표 2
파장 영역(44) 영역(55) 영역(88)
1064nm 82.7 34.0 75.4
940nm 82.9 36.4 74.5
550nm 77.9 76.0 84.0
또 다른 일련의 시험에서는, 폴리카보네이트(polycarbonate)에 용접을 하기위하여 염료를 폴리우레탄(polyurethane)위에 도포함으로써 특정의 염료가 높은 농도에서 사용되었으며, 또 다른 경우에서는, PVC에 용접하기 위하여 염료를 PVC 위에 도포하였다. 레이져 전력과 용접 속도를 변화시켜 단위 표면적당 용접 에너지를 조절하였지만, 아무런 용접점도 생성되지 않았다. 염료의 높은 농도와 도포기술로 인해 균일하지 않거나 본 발명에 의해 개시된 범위를 넘어서는 표면농도가 생성되는 것으로 생각된다. 동일한 염료를 본 발명에 의해 개시된 농도로 균일하게 필름위에 도포하면, PMMA 판은 10겹 농도(10-fold concentration)에 이르는 염료농도, 3겹 범위에 이르는 필름두께, 2.5겹 범위에 이르는 레이져 파워, 6.6겹 범위에 이르는 용접속도 조건에서 잘 용접된다. 단위 표면적당 용접 에너지의 관점에서 보면, 상기 범위는 0.7J/mm2에서 11.4J/mm2로 늘어나는 것이다. 이것은 16겹 범위, 즉 2.5×6.6 이상에 해당하는 값이다.
본 발명에 따른, 상기 변수들 내에서의 다른 테스트들의 결과, 다음의 재료쌍들에 대한 용접이 성공적으로 이루어 졌다.
대상물(workpiece) 상대물 (mating material)
MDPE 필름 LDPE로 코팅된 판지(paper board)
폴리프로필렌 필름 ABA
공중합체(copolyester) PEN
공중합체(copolyester) 폴리프로필렌
동일한 중합체로 만들어진 상대물에 대상물을 용접하는 것은 더욱 쉽게 이루어지며, 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리프로필렌, PMMA, HDPE, 아세탈(acetal), TPE, 폴리에테르이미드(polyetherimide), PEEK, 폴리스틸렌, 나일론 및 ABS를 포함한다. 어떤 나일론의 전송도(transmission)는 50% 이하이고, 심지어 10% 이하인 경우도 있기 때문에, 10%의 척도로 전송도의 변화를 특정하는 것은 사실상 실용적이지 않다. 따라서, 불투명한 부품들의 낮은 전송도에서도, 예상된 동작이 여전이 일어나므로, 1.1배 및 0.9배의 전송도 변화는 본 발명의 변수들 내의 측정 성능에서 효과가 있다. 예를 들어, 다음과 같은 스페트럼 내의 레이저 동작으로 성공적인 용접이 달성된다. Nd 가시 스펙트럼: YAG doubled 532nm, 694nm 루비(ruby) 레이저 및 670nm 가시 다이오드 레이저; 근적외선 GaAs 레이저; 및 808nm, 949nm, 980nm 근적외선 다이오드 레이저; 및 상기 Nd: YAG 1064nm.
본 발명에 따른 공학적 변수 및 설계에 의해 마련된 대상물은, 최종 용접공정에서의 높은 허용오차도(tolerance)와 관용도(latitude)를 제공한다는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명에 따라 마련된 단일 대상물은 다른 상대물 및 다른 파워 레벌에서의 다른 용접 레이저에 대해서도 융통성 있게 활용될 수 있다. 고강도, 적정 용접에 대한 고신뢰도 및 낮은 폐색성을 가지는 높은 광학 또는 명시 전송도 값이 요구되는 분야에서도 활용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따라 상기 대상물을 마련함에 있어서 용해도(solubility) 가이드라인를 따르는 한 광범위한 염료 및 전달수단(delivery vehicle)이 활용될 수 있다. 본 발명의 고유한 융통성은, 통상 폐색 안료를 부품들에 도핑(doping)하거나 단일 안료 또는 염료 농도 레벨을가지거나 동일 재료의 비교쌍(matched pairs)처럼 취급하는 종래의 기술과 비교된다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 상술된 본 발명의 신규한 특징내에서의, 상술한 방법과 예시된 장치의 세부사항과 형태 및 응용분야에 대한 다양한 종류의 생략, 대체 또는 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 이루어 질 수있음을 알 수 있다. 예를 들어, 동일한 결과를 얻기위해 실질적으로 동일한 방법으로 사실상 같은 기능을 수행하는, 상기한 요소 및/또는 단계에 대한 모든 조합들은 본 발명의 범위 내에 있다. 또한, 개시된 형태 또는 본 발명의 실시예와 관련하여 예시 및/또는 상술된 설계 및 공학적 표준, 그 구성 및/또는 요소 및/또는 방법 단계는 설계적 선택에 따라 개시되거나 상술되거나 제안된 다른 형태 또는 실시예에 포함될 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
따라서, 중합체 대상물이 다른 자유로이 선택가능한 결합부에 유연성있게 용접될 수 있도록 중합체 대상물을 준비하기 위한 기본적인 요구들을 결정하는 것이 바람직할 것이다.
그러므로, 본 발명의 목적은 그러한 중합체 대상물을 위한 최소의 기계적 및 화학적 요구들을 주장하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은 이상적 조건들 하에서 그러한 대상물의 광학적 전송 성질들을 주장하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 그 대상물에 대한 전자기 복사 에너지 디렉터(director)를 형성하는 방법을 주장하는데 있다.
이러한 목적들 및 다른 관련된 목적들은 대상물을 위한 기계적이고 화학적인 요구들과 관련하여 본 발명의 제1 실시예에 의하여 달성될 수 있다.
가열시 연화되는 재료에 용융되기에 적합한 가열시 연화되는 제1 중합체로부터 만들어진 적어도 하나의 표면을 갖는 용접가능한 대상물로서, 상기 제1 중합체는 제2 중합체 또는 다른 중합체로부터 자유로이 선택될 수 있고, 상기 제2 중합체는 제1 중합체와 동일하거나 유사하며, 상기 다른 중합체는 상기 제1 중합체의 표면과 적어도 국부적이고 상호적으로 섞일 수 있고, 상기 제1 중합체와 상기 자유로이 선택가능한 제2 중합체는 겹치는 용융 온도 범위들을 갖으며, 상기 대상물은 벌크부를 갖으며, 상기 벌크 부분은 상기 벌크 부분을 횡단하여 연장된 표면을 갖는다. 흡수재 염료는 복사 에너지원의 용접 파장에서 강한 흡수 및 높은 흡광 계수를 갖고, 상기 염료는 상기 대상물 표면 바로 위 또는 이격된 위에 증착되어 필요한 점성을 갖는 용액을 경유하여 용접 영역을 정의하며 상기 용융 영역과 혹은 상기 용융영역의 폐색과 과도한 간섭을 회피한다. 상기 증착은 예측가능하고 일관된 가열을 제공하여 상기 대상물이 용접가능하도록 mm2당 약 5 내지 3000 나노그램의 균일한 염료 밀도를 포함하고, 상기 용융 영역은 약 0.1 J/mm2이상의 용접 파장에서 귀환 복사 에너지를 전자 진동의 이완을 경유하는 열적 에너지로 변경하는 용량을 갖으며, 상기 열적 에너지로의 변경은 상기 염료의 적어도 소정 부분을 불활성성의 보이지 않는 부산물로의 발열성 분해가 즉시 뒤따르게 하고, 그의 조합은 (i) 상기 표면을 상기 표면의 용융 온도 범위로 높이기 위하여 상기 벌크 부분의 소정 방향으로 향하는 제1 양의 열에너지와 (ii) 상기 벌크 부분으로부터 이격된 반대 방향으로 향하도록 하는 대략 동일한 양의 열 에너지를 전달할 수 있고, 상기 연료, 상기 용액, 상기 부산물 및 상기 제1 중합체의 표면은 상호 혼합가능하다. 상기 대상물과 다른 막은 제1 열가소성 중합체로 만들어질 수 있다. 상기 염료는 가시광 흡수 염료, 근적외선 흡수 염료, 적외선 흡수 염료, 및 이들의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수도 있다. 상기 용액이 액체 용매라면, 상기 용액은 균일한 표면 밀도를 제공하도록 상기 흡수재 염료를 용해시킬 수 있어야 한다. 상기 액체 용액이 상기 표면 아래로 흡수재 염료를 전달하면, 그 액체 용액은 용접 동안 거품화를 회피하도록 충분히 적은 깊이에 있어야 한다. 액체 용매들에 있어서, 상기 흡수재 염료는 용매 증발을 뒤따르게 하는 상기 표면증착밀도범위 이내로 상기 염료를 전달하도록 액체 용매의 1밀리미터당 약 1×10-2내지 약 1×10-4의 농도로 존재한다.
이들 및 다른 관련된 목적들은 상기 대상물의 광학적 성질과 관련된 본 발명의 제2 실시예에 따라서 달성된다.
제1 벌크부를 갖는 제1 복사 에너지 전송 대상물의 제1 반사 표면과 제2 벌크부를 갖는 제2 복사 에너지 전송 대상물의 제2 반사 표면 사이에 배치된 전송 향상 형성물로서, 이들 양 반사 표면들은 가열시 연화되는 중합체 재료로 형성되고, 상기 형성물과 상기 벌크부들 및 상기 반사표면들을 통하는 광학 경로에 따르는 복사 에너지원의 용접 파장에서 상기 전송은 상기 벌크부들과 상기 반사표면들만을 통하는 광학 전송보다 낮고, 상기 제1 및 제2 전송 표면들은 중첩되는 용융 온도 범위들을 갖는 중합체들로 형성되고,상기 전송 향상 형성물은, 상기 복사 에너지원의 용융 파장과 매칭되는 강한 흡수 및 높은 흡광 계수를 갖는 복사 에너지 흡수 염료를 함유하는 재료계를 포함하고, 상기 재료계는 상기 형성물에 기여할 수 있는 상기 낮은 광학 전송을 연속적인 전자-열적 전환 및 화학적-열적 전환 동작들을 통하여 열적 에너지로 향하게 할 수 있고, 상기 열적 에너지는 상기 재료계와 동일한광학 경로 내에 배치된 상기 반사 표면들로 전송될 수 있고, 상기 열적 에너지 전송은 상기 전송이 감소하는 반사 표면들을 광학적으로 함께 용융되는 상기 벌크부들을 갖는 전송-향상 영역으로 함께 용접할 수 있다.
상기 가시 스펙트럼 내에서 광학 전송을 보여주는 상기 전송이 향상된 영역은 상기 양 벌크부들과 상기 양 반사 표면들만을 통하는 전송보다 더 큰 것을 특징으로 하는 전송 향상 형성물. 상기 가시 스펙트럼 내의 선택된 파장들에서 광학 전송을 보여주는 상기 전송이 향상된 영역은 상기 양 벌크부들과 상기 양 반사 표면들만을 통하는 전송보다 약 10% 이상, 또는 약 1.1배 이상 더 크다.
명소 전송을 보여주는 상기 전송이 향상된 영역은 상기 양 벌크부와 상기 양 반사부들만을 통하는 전송보다 약 10% 또는 약 1.1배 더 크다. 상기 형성물을 통한 상기 광 경로를 따르는 상기 광 전송은 상기 벌크부들과 상기 반사 표면들을 통한 상기 광전송보다 약 10% 낮거나, 혹은 약 0.9배 낮다. 상기 재료계는 상기 전송이 향상된 영역을 폐색하는 것을 회피하도록 상기 반사 표면들과 혼합될 수 있다. 상기 상호 혼합성은 상기 염료, 상기 용액, 상기 부산물 및 상기 반사 표면들의 한센(Hansen) 용융도 변수들의 수치 근접도로 측정된다. 상기 수치 근접 한센 용융도 인자들은 상기 전송-향상된 영역 내에서 상기 광학 전송의 최소 폐색을 제공한다.
이들 및 다른 관련된 목적들은 상기 대상물에 대한 복사 에너지 디렉터의 형성물과 관련된 본 발명의 제3 실시예에 따라서 달성된다.
대상물을 결합 패널에 용융시키는 전송 복사 에너지 용융 동작을 통한 고 효율을 위하여 준비하는 배타적 목적을 위한 제1 중합체로부터 만들어진 대상물을 전처리하는 방법으로서, 상기 결합 패널은 가열시 연화되고 상기 제1 중합체와 동일 또는 유사한 제2 중합체 또는 상기 제1 중합체의 표면과 적어도 국부적으로 혼합될 수 있는 다른 중합체로부터 자유로이 선택될 수 있는 재료로 형성되고, 상기 제1 중합체와 상기 자유로이 선택될 수 있는 제2 중합체는 중첩하는 용융 온도 범위들을 가지며, 상기 방법은, (i) 가열시 연화되고 벌크부와 상기 벌크부를 횡단하여 연장된 표면을 포함하는 제1 중합체를 선택하고, (ii) 복사 에너지 원의 용접 파장에서 강한 흡수 및 높은 흡광 계수를 갖는 염료를 선택하고, (iii) 충분한 점성을 갖는 염료 용액을 선택하여 상기 용융 영역의 에지를 정의하며 상기 용접 동작 혹은 상기 궁극적으로 용융된 부분의 폐색과 과도한 간섭을 회피하고, 그리고 (iv) 상기 염료 용액을 통하여 상기 대상물 표면 바로 위나 이격된 상부에 mm2당 약 5 내지 3000 나노그램의 상기 염료를 증착하는 것에 의하여, 실질적으로 층상(laminar)의 용융 영역의 형태로 된 복사 에너지 디렉터를 형성하고, 상기 복사 에너지 디렉터는 (1) 상기 용융 영역은 약 0.1 J/mm2이상의 용접 파장에서 귀환 복사 에너지를 전자 진동의 이완을 경유하는 열적 에너지로 변경하고, (2) 상기 전환 단계후 즉시 상기 염료의 적어도 소정 부분을 불활성성의 보이지 않는 부산물로 발열적으로 분해하고, 그리고 (3) 상기 전환 및 분해 단계들 동안, 상기 표면을 상기 제1 중합체의 용융 온도 범위로 높이기 위하여 제1 양의 에너지를 상기 벌크부로 전달하고 상기 벌크부로부터 이격된 반대 방향으로 대략 동일한 제2 양의 에너지를 전달하는 상기 단계들 (1), (2) 및 (3)에 따라서 용접 동작동안 전자적, 화학적 및기계적 변형들을 겪는 용량을 갖는다.
본 발명의 다른 목적들 및 특징들은 첨부한 도면과 관련하여 고려된 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나, 도면들은 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니라 설명을 목적으로 하여 구성되었고, 이 도면들을 위한 참조가 첨부한 청구항들에 대하여 행하여진 것으로 이해되어야 할 것이다. 또한, 이 도면들은 반드시 실측치를 그린 것이 아니고, 특별히 지적되지 않으면, 여기서 설명된 구조들과 절차들을 개념적으로 설명하기 위하여 의도된 것으로 이해되어야 할 것이다.

Claims (40)

  1. 가열시 연화되는 재료에 용융되기에 적합한 가열시 연화되는 제1 중합체로부터 만들어진 적어도 하나의 표면을 갖는 용접가능한 대상물로서, 상기 제1 중합체는 제2 중합체 또는 다른 중합체로부터 자유로이 선택될 수 있고, 상기 제2 중합체는 제1 중합체와 동일하거나 유사하며, 상기 다른 중합체는 상기 제1 중합체의 표면과 적어도 국부적이고 상호적으로 섞일 수 있고, 상기 제1 중합체와 상기 자유로이 선택가능한 제2 중합체는 겹치는 용융 온도 범위들을 갖으며, 상기 대상물은
    (a) 벌크부를 갖는 상기 대상물로서, 상기 벌크 부분은 상기 벌크 부분을 횡단하여 연장된 상기 표면을 갖으며;
    (b) 복사 에너지원의 용접 파장에서 강한 흡수 및 높은 흡광 계수를 갖는 흡수재 염료;
    상기 염료는 상기 대상물 표면 바로 위 또는 이격된 위에 증착되어 필요한 점성을 갖는 용액을 경유하여 용접 영역을 정의하며 상기 용융 영역과 혹은 상기 용융영역의 폐색과 과도한 간섭을 회피하고,
    상기 증착은 예측가능하고 일관된 가열을 제공하여 상기 대상물이 용접가능하도록 mm2당 약 5 내지 3000 나노그램의 균일한 염료 밀도를 포함하고,
    (c) 상기 용융 영역은 약 0.1 J/mm2이상의 용접 파장에서 귀환 복사 에너지를 전자 진동의 이완을 경유하는 열적 에너지로 변경하는 용량을 갖으며, 상기 열적 에너지로의 변경은 상기 염료의 적어도 소정 부분을 불활성성의 보이지 않는 부산물로의 발열성 분해가 즉시 뒤따르게 하고, 그의 조합은 (i) 상기 표면을 상기 표면의 용융 온도 범위로 높이기 위하여 상기 벌크 부분의 소정 방향으로 향하는 제1 양의 열에너지와 (ii) 상기 벌크 부분으로부터 이격된 반대 방향으로 향하도록 하는 대략 동이란 양의 열 에너지를 전달할 수 있고,
    상기 연료, 상기 용액, 상기 부산물 및 상기 제1 중합체의 표면은 상호 혼합가능한 것을 특징으로 하는 용접가능한 대상물.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 대상물은 제1 열가소성 중합체로 만들어지는 것을 특징으로 하는 용접가능한 대상물.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 용액은 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접가능한 대상물.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 용액은 열가소성 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접가능한 대상물.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 용액은 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접가능한 대상물.
  6. 제4 항에 있어서, 상기 막은 열가소성 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접가능한 대상물.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 염료는 가시광 흡수 염료, 근적외선 흡수 염료, 적외선 흡수 염료, 및 이들의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 용접가능한 대상물.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 용액은 상기 흡수재 염료를 녹이는 액체 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접가능한 대상물.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 용액은 용접동안 거품발생을 회피하도록 상기 표면 아래의 충분히 적은 깊이까지 상기 흡수재 염료의 소정 부분을 전달하는 것을 특징으로 하는 용접가능한 대상물.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 흡수재 염료는 상기 표면증착밀도를 전달하도록 액체 용매의 1밀리미터당 약 1×10-2내지 약 1×10-4의 농도로 존재하는 것을 특징으로 하는 용접가능한 대상물.
  11. 제1 항에 있어서, 상기 흡수재 염료는, 가시 스펙트럼 용접 파장, NIR 용접파장, IR 용접 파장, 및 이들의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 용접 파장에서 강한 흡수와 높은 흡광 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 용접가능한 대상물.
  12. 제1 벌크부를 갖는 제1 복사 에너지 전송 대상물의 제1 반사 표면과 제2 벌크부를 갖는 제2 복사 에너지 전송 대상물의 제2 반사 표면 사이에 배치된 전송 향상 형성물로서, 이들 양 반사 표면들은 가열시 연화되는 중합체 재료로 형성되고, 상기 형성물과 상기 벌크부들 및 상기 반사표면들을 통하는 광학 경로에 따르는 복사 에너지원의 용접 파장에서 상기 전송은 상기 벌크부들과 상기 반사표면들만을 통하는 광학 전송보다 낮고, 상기 제1 및 제2 전송 표면들은 중첩되는 용융 온도 범위들을 갖는 중합체들로 형성되고,상기 전송 향상 형성물은,
    상기 복사 에너지원의 용접 파장과 매칭되는 강한 흡수 및 높은 흡광 계수를 갖는 복사 에너지 흡수 염료를 함유하는 재료계를 포함하고,
    상기 재료계는 상기 형성물에 기여할 수 있는 상기 낮은 광학 전송을 연속적인 전자-열적 전환 및 화학적-열적 전환 동작들을 통하여 열적 에너지로 향하게 할 수 있고, 상기 열적 에너지는 상기 재료계와 동일한 광학 경로 내에 배치된 상기 반사 표면들로 전송될 수 있고,
    상기 열적 에너지 전송은 상기 전송이 감소하는 반사 표면들을 광학적으로 함께 용융되는 상기 벌크부들을 갖는 전송-향상 영역으로 함께 용접할 수 있는 것을 특징으로 하는 전송 향상 형성물.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 가시 스펙트럼 내에서 광학 전송을 보여주는 상기 전송이 향상된 영역은 상기 양 벌크부들과 상기 양 반사 표면들만을 통하는 전송보다 더 큰 것을 특징으로 하는 전송 향상 형성물.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 가시 스펙트럼 내의 선택된 파장들에서 광학 전송을 보여주는 상기 전송이 향상된 영역은 상기 양 벌크부들과 상기 양 반사 표면들만을 통하는 전송보다 약 10% 이상 더 큰 것을 특징으로 하는 전송 향상 형성물.
  15. 제13 항에 있어서, 상기 가시 스펙트럼 내의 선택된 파장들에서 광학 전송을 보여주는 상기 전송이 향상된 영역은 상기 양 벌크부들과 상기 양 반사 표면들만을 통하는 전송보다 약 1.1배 더 큰 것을 특징으로 하는 전송 향상 형성물.
  16. 제12 항에 있어서, 명소 전송을 보여주는 상기 전송이 향상된 영역은 상기 양 벌크부와 상기 양 반사부들만을 통하는 전송보다 큰 것을 특징으로 하는 전송 향상 형성물.
  17. 제12 항에 있어서, 명소 전송을 보여주는 상기 전송이 향상된 영역은 상기 양 벌크부와 상기 양 반사부들만을 통하는 전송보다 약 10% 더 큰 것을 특징으로 하는 전송 향상 형성물.
  18. 제12 항에 있어서, 명소 전송을 보여주는 상기 전송이 향상된 영역은 상기 양 벌크부와 상기 양 반사부들만을 통하는 전송보다 약 1.1배 더 큰 것을 특징으로 하는 전송 향상 형성물.
  19. 제12 항에 있어서, 상기 재료계는 상기 전송이 향상된 영역을 폐색하는 것을 회피하도록 상기 제1 및 제2 반사 표면들과 서로 혼합될 수 있는 것을 특징으로 하는 전송 향상 형성물.
  20. 제12 항에 있어서, 상기 형성물을 통한 상기 광 경로를 따르는 상기 광 전송은 상기 벌크부들과 상기 반사 표면들을 통한 상기 광전송보다 약 10% 낮은 것을 특징으로 하는 전송 향상 형성물.
  21. 제12 항에 있어서, 상기 형성물을 통한 상기 광 경로를 따르는 상기 광 전송은 상기 벌크부들과 상기 반사 표면들을 통한 상기 광전송보다 약 0.9배 낮은 것을 특징으로 하는 전송 향상 형성물.
  22. 제12 항에 있어서, 상기 염료는 가시광 흡수 염료, 근적외선 흡수 염료, 적외선 흡수 염료, 및 이들의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 용접가능한 대상물.
  23. 제12 항에 있어서, 상기 흡수재 염료는, 가시 스펙트럼 용접 파장, NIR 용접 파장, IR 용접 파장, 및 이들의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 용접 파장에서 강한 흡수와 높은 흡광 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 용접가능한 대상물.
  24. 제12 항에 있어서, 화학적-열적 전환은 상기 염료를 불활성의 비가시 부산물로의 발열 분해를 포함하고, 상기 염료, 상기 용액, 상기 부산물 및상기 반사표면들은 서로 혼합될 수 있는 것을 특징으로 하는 전송 향상 형성물.
  25. 제24 항에 있어서, 상기 상호 혼합성은 상기 염료, 상기 용액, 상기 부산물 및상기 반사 표면들의 한센(Hansen) 용융도 변수들의 수치 근접도를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 향상 형성물.
  26. 제25 항에 있어서, 상기 수치 근접 한센 용융도 인자들은 상기 전송-향상된 영역 내에서 상기 광학 전송의 최소 폐색을 제공하는 것을 특징으로 하는 전송 향상 형성물.
  27. 상기 대상물을 결합 패널에 용융시키는 전송 복사 에너지 용접 동작을 통한 고 효율을 위하여 준비하는 배타적 목적을 위한 제1 중합체로부터 만들어진 대상물을 전처리하는 방법으로서, 상기 결합 패널은 가열시 연화되고 상기 제1 중합체와 동일 또는 유사한 제2 중합체 또는 상기 제1 중합체의 표면과 적어도 국부적으로혼합될 수 있는 다른 중합체로부터 자유로이 선택될 수 있는 재료로 형성되고, 상기 제1 중합체와 상기 자유로이 선택될 수 있는 제2 중합체는 중첩하는 용융 온도 범위들을 가지며, 상기 방법은,
    (i) 가열시 연화되고 벌크부와 상기 벌크부를 횡단하여 연장된 표면을 포함하는 제1 중합체를 선택하고, (ii) 복사 에너지 원의 용접 파장에서 강한 흡수 및 높은 흡광 계수를 갖는 염료를 선택하고, (iii) 충분한 점성을 갖는 염료 용액을 선택하여 상기 용접 영역의 에지를 정의하며 상기 용접 동작 혹은 상기 궁극적으로 용융된 부분의 폐색과 과도한 간섭을 회피하고, 그리고 (iv) 상기 염료 용액을 통하여 상기 대상물 표면 바로 위나 이격된 상부에 mm2당 약 5 내지 3000 나노그램의 상기 염료를 증착하는 것에 의하여, 실질적으로 층상(laminar)의 용접 영역의 형태로 된 복사 에너지 디렉터를 형성하고,
    상기 복사 에너지 디렉터는 (1) 상기 용융 영역은 약 0.1 J/mm2이상의 용접 파장에서 귀환 복사 에너지를 전자 진동의 이완을 경유하는 열적 에너지로 변경하고, (2) 상기 전환 단계후 즉시 상기 염료의 적어도 소정 부분을 불활성성의 보이지 않는 부산물로 발열적으로 분해하고, 그리고 (3) 상기 전환 및 분해 단계들 동안, 상기 표면을 상기 제1 중합체의 용융 온도 범위로 높이기 위하여 제1 양의 에너지를 상기 벌크부로 전달하고 상기 벌크부로부터 이격된 반대 방향으로 대략 동일한 제2 양의 에너지를 전달하는 상기 단계들 (1), (2) 및 (3)에 따라서 용접 동작동안 전자적, 화학적 및 기계적 변형들을 겪는 용량을 갖는 것을 특징으로 하는대상물의 전처리 방법
  28. 제27 항에 있어서, 상기 대상물은 제1 열가소성 중합체로 만들어지는 것을 특징으로 하는 대상물의 전처리 방법.
  29. 제28 항에 있어서, 상기 용액은 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물의 전처리 방법.
  30. 제29 항에 있어서, 상기 용액은 열가소성 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물의 전처리 방법.
  31. 제27 항에 있어서, 상기 용액은 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물의 전처리 방법.
  32. 제31 항에 있어서, 상기 막은 열가소성 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물의 전처리 방법.
  33. 제27 항에 있어서, 상기 염료는 가시광 흡수 염료, 근적외선 흡수 염료, 적외선 흡수 염료, 및 이들의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 대상물의 전처리 방법.
  34. 제27 항에 있어서, 상기 흡수재 염료는, 가시 스펙트럼 용접 파장, N/R 용접 파장, IR 용접 파장, 및 이들의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 용접 파장에서 강한 흡수와 높은 흡광 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 대상물의 전처리 방법.
  35. 제27 항에 있어서, 상기 용액은 상기 흡수재 염료를 녹이는 액체 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물의 전처리 방법.
  36. 제35 항에 있어서, 상기 용액은 용접동안 거품발생을 회피하도록 상기 표면 아래의 충분히 적은 깊이까지 상기 흡수재 염료의 소정 부분을 전달하는 것을 특징으로 하는 대상물의 전처리 방법.
  37. 제36 항에 있어서, 상기 흡수재 염료는 상기 표면증착밀도를 전달하도록 액체 용매의 1밀리미터당 약 1×10-2내지 약 1×10-4의 농도로 존재하는 것을 특징으로 하는 대상물의 전처리 방법.
  38. 제27 항에 있어서, 화학적-열적 전환은 상기 염료를 불활성의 비가시 부산물로의 발열 분해를 포함하고, 상기 염료, 상기 용액, 상기 부산물 및상기 반사표면들은 서로 혼합될 수 있는 것을 특징으로 하는 대상물의 전처리 방법.
  39. 제38 항에 있어서, 상기 상호 혼합성은 상기 염료, 상기 용액, 상기 부산물 및 상기 반사 표면들의 한센(Hansen) 용융도 변수들의 수치 근접도를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물의 전처리 방법.
  40. 제39 항에 있어서, 상기 수치 근접 한센 용융도 인자들은 상기 전송-향상된 영역 내에서 상기 광학 전송의 최소 폐색을 제공하는 것을 특징으로 하는 대상물의 전처리 방법.
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