KR20130012057A - 레이저빔 용접 방법 및 그 방법으로 제조된 성형 컴포넌트 - Google Patents

레이저빔 용접 방법 및 그 방법으로 제조된 성형 컴포넌트 Download PDF

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KR20130012057A
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젠스 부츠케
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니콜라이 람베르츠
피에르 뒤본
사비네 버트람
하인즈 카비에젤
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Abstract

본 발명은 적어도 결합 영역에서 접촉시킨 2개의 플라스틱 컴포넌트(A, B)를 레이저빔 용접하는 방법에 관한 것으로서, 레이저 방사선의 반대측의 상기 컴포넌트(B)는, 0.5중량% 이상, 20중량% 이하의 백색 색소를 가진 플라스틱 매트릭스로 구성되고, 레이저 방사선과 대면하는 상기 컴포넌트(A)는, 용접 공정에서 레이저빔이 통과하는 컴포넌트로서, 플라스틱 매트릭스를 나타낸다. 여기서, 용접을 위해 1,200~2,200nm의 레이저 파장 범위가 사용되고, 상기 공정은 다음과 같은 두 가지 조건을 충족시키도록 실행된다:
(1) 레이저 방사선과 대면하는 상기 컴포넌트(A)를 통한 상기 레이저빔의 이동 거리(1)가, 상기 컴포넌트(A)의 착색 여부에 관계 없이 10mm 이하이고,
(2) 레이저 방사선과 대면하는 상기 컴포넌트(A)의 백색 색소를 중량%로 나타냈을 때, 레이저 방사선과 대면하는 상기 컴포넌트(A)를 통한 상기 레이저빔의 이동 거리(1)(단위: mm)와 백색 색소(단위: 중량%)의 곱이 1.25 미만이고, 레이저 방사선과 대면하는 상기 컴포넌트(A)를 통한 상기 레이저빔의 이동 거리(1)가 1mm 이하임.
또한, 본 발명은 이 방법으로 제조된 용접 이음매를 가진 컴포넌트에 관한 것이다.

Description

레이저빔 용접 방법 및 그 방법으로 제조된 성형 컴포넌트 {LASER BEAM WELDING METHOD AND MOLDED COMPONENTS FABRICATED THEREBY}
본 발명은 열가소성 컴포넌트, 특히 백색 착색된(white-pigmented) 컴포넌트의 레이저빔 용접 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이 방법으로 열가소성 성형 컴포넌트의 레이저빔 용접에 의해 조립되는, 본질적으로 백색인 물건에 관한 것이다.
플라스틱에 대한 다른 결합 기술에 비해, 레이저빔 용접 방법은 결합시킬 성형 컴포넌트에 대한 낮은 기계적 부하 및 국소적으로 제한된 열적 부하, 및 용접된 이음매(seam) 형태에 관한 높은 적응성(adaptability)과 같은 소정의 이점을 제공한다. 원칙적으로, 레이저에 대면하는(facing) 성형 컴포넌트는 레이저 방사선(radiation)에 대해 투과성이어야 하지만, 다른 성형 컴포넌트는 표면 근처의 낮은 침투 깊이에서 이 방사선을 흡수하고, 도입된 방사선 도입 지점에서 융합되어야 한다. 이때 열전달에 의해, 방사선에 대해 투과성인 성형 컴포넌트는 접촉 표면에서 융합되어, 냉각 공정 후에는 견고한, 접착방식으로 결합된 복합체가 형성된다. 종래 기술은 색상 조합이 상이한 플라스틱 성형 컴포넌트를 레이저빔 용접하는 데 있어서 몇 가지 예를 제공한다. "Technische Rundschau"(Technical Review)(Swiss Professional Media AG, Wabern, Switzerland)의 2004년도 23호에 발표된 Boehm 등의 논문 "Laser Plastic Welding in all Colors"으로부터 공지된 바와 같이, 공통의 흑색 안료로서 검댕(soot)은 뛰어난 흡수성을 가지므로 투명/흑색 성형 컴포넌트 조합은 레이저빔 용접용으로 가장 적합한 것이 된다. 또한, 이 논문은 높은 NIR 흡수 용량을 가진 첨가제를 소개했는데, 이 첨가제가 가지는 약한 고유 착색성으로 인해 이러한 첨가제는 투명한 색조(color shade)를 가지고 사용하기 적합하다. 폴리머 조성물에 NIR 흡수 증강제를 첨가하는 방법이 종래 기술로부터 공지되어 있다. 예를 들면, 특허문헌 US-A-2009/0130451에는 특수한 레이저빔 용접가능한 폴리머 조성물, 예컨대 NIR 흡수 증강제로서 란타늄 헥사보라이드 또는 세슘 텅스텐 옥사이드를 함유하는 조성물이 제시되어 있다. 명확히 언급하자면, 이러한 NIR 흡수 첨가제를 포함하지 않고는 안료의 존재 하에서도 레이저빔 용접가능한 조성물을 얻을 수 없다. 백색 염색의 공정에서 첨가제에 의해 백색도가 영향을 받는 정도는 상기 문헌으로부터 명확히 알 수 없다.
이러한 첨가제의 높은 가격에 더하여, 그것의 사용과 관련된 기술적 비용 면에서도 불리하다. 또한, 백색의 효과(impression of whiteness)가 첨가제의 고유 색상에 의해 부정적으로 영향을 받는다.
특허문헌 WO-A-02/055287에는, 플라스틱을 레이저빔 용접하기 위한 특수한 방법으로서, 결합시킬 두 개의 성형 컴포넌트 사이에 추가의 성형 컴포넌트를 제공하는 방법이 개시되어 있다. 상기 추가의 성형 컴포넌트는 흡수 첨가제를 가진 층을 함유하고, 레이저 방사선에 의해 적어도 부분적으로 융합된다. 용융체가 냉각된 후, 결합시킬 성형 컴포넌트들 사이에 결합이 이루어진다.
특허문헌 US-A-2010/0301022에는, 초기에 레이저 흡수 염료를 제1 기판에 도포하는 방법이 개시되어 있다. 제1 기판을 제2 기판과 접촉시킨 후, 이들 기판은 도포된 염료의 흡수성으로 인해 레이저빔 용접을 통해 함께 결합될 수 있다.
백색/백색 조합은 소비자에게 못지않게 흥미로우며, 특별한 과제를 제기한다. 이산화티타늄과 같은 백색 안료의 높은 굴절률은 레이저 광의 높은 산란을 유발한다. 그 결과, 방사선이 도입되어도 그 중 매우 작은 비율만이, 이를 흡수하는 결합 파트너를 융합하는 데 요구되는 열 에너지로 변환될 수 있다. 이러한 이유로 인해, 특허문헌 WO-A-2009/000252는 이산화티타늄이 레이저 기반 결합 방법에서 증백제(whitening agent)로서 사용하기에 본질적으로 적합하지 않다고 지적한다.
실제로도 백색이라고 육안으로 인지되는 백색 색소(white pigmentation)를 가진 컴포넌트는 레이저 용접을 위한 통상적 레이저 기술의 사용시, 실제로 충분히 투과성을 갖지 못한 것이 사실이다. 사용된 레이저 파장 980nm에서, 그러한 컴포넌트의 부적합한 투과성은, 레이저 광이 컴포넌트를 투과하여 결합 사이트(joining site)에 전혀 도달할 수 없는 상황을 초래하는데, 이것은 일반적으로 레이저 광이 컴포넌트 상에 표면적으로 변환되어, 그 표면을 변화시키는 융합을 초래하고, 심지어는 흑색 착색, 즉 폴리머 물질의 분해를 초래한다.
여러 가지 중에서, 본 발명의 목적은 열가소성 컴포넌트, 특히 백색 착색된 컴포넌트를 레이저빔 용접하는 방법을 제공하는 것이다.
구체적으로는, 본 발명은, 2개의 플라스틱 컴포넌트(이하에서 컴포넌트 A와 컴포넌트 B라 함)를 적어도 결합 부위에서 접촉시켜 레이저 용접하는 방법으로서, 컴포넌트 A는 레이저빔에 대면하고 있어서, 용접 공정중에 레이저빔이 투과되고, 컴포넌트 B는 레이저빔의 반대 편에 있는(facing away), 레이저 용접 방법을 제안한다.
여기서, 레이저빔의 반대 편에 있는 상기 컴포넌트(B)는 0.5중량% 이상, 특히 1.5중량% 이상, 바람직하게는 3.5중량% 이상이고, 보다 바람직하게는 5중량% 이상, 20중량% 이하, 특히 15중량% 이하의 백색 색소를 가진 플라스틱 매트릭스로 구성되고, 레이저빔에 대면하고 있어서 용접 공정에서 레이저빔이 관통하는 상기 컴포넌트(A)는 플라스틱 매트릭스를 나타낸다. 여기서 플라스틱 매트릭스는 바람직하게는 투명할 수 있지만, 반드시 그런 것은 아니다. 또한, 상기 컴포넌트 A는 착색되지 않을 수도 있고, 백색을 나타낼 수도 있다. 컴포넌트 A에 백색 색소가 주어지면, 후자의 양은 바람직하게는 0.01중량% 이상, 특히 0.3중량% 이상, 바람직하게는 0.5중량% 이상, 보다 바람직하게는 1중량% 이상이다. 상기 컴포넌트 A가 백색 색소를 가질 경우, 후자의 양은 바람직하게는 5중량% 이하, 특히 바람직하게는 3중량% 이하이다. 본 발명에 따르면, 여기서 용접은 1,200~2,200nm 범위의 레이저 파장을 사용하여 실행된다. 작업은 바람직하게는 1,400~2,000nm, 특히 바람직하게는 1,440~1,500nm, 가장 바람직하게는 1,440~1,500nm 또는 1,910~1,970nm의 파장 범위 내에서 이루어진다. 그러한 공정이 일반적으로는 980nm의 파장에서 일어나는 종래 기술에 따른 방법과는 상반되게, 그보다 더 높은 파장은, 컴포넌트(B)가 백색 색소를 가지는 경우에도, 예상밖으로 성공적인 용접 공정을 가능하게 하는 것으로 밝혀졌다. 원칙적으로 컴포넌트(B)는 레이저 방사선에 노출되면 백색 색소로 인해, 컴포넌트(A)가 착색되지 않는 물질로 구성되더라도 표면적으로 손상되며, 용접된 접합을 달성하기에 충분히 융합되지 않을 것으로 예상된다. 전혀 예상 밖으로, 상기 방법은 컴포넌트(A)가 착색되어 있더라도 수행될 수 있다.
여기서 상기 방법은 하기 조건 하에서, 또는 동시에 충족시키는 조건 하에 실행되어야 한다:
1) 대면하는 컴포넌트(A)를 통하여 레이저빔이 이동하는 거리(1)는 컴포넌트(A)가 착색되어 있는지 여부에 관계없이 10mm 이하일 수 있다. 여기서, 대면하는 컴포넌트(A)를 통하여 레이저빔이 이동하는 거리(1)는 바람직하게는 7mm 이하, 또는 5mm 이하, 특히 바람직하게는 3mm이다;
2) 컴포넌트(A)의 백색 색소를 중량%로 나타냈을 때, 대면하는 컴포넌트(A)를 통하여 레이저빔이 이동하는 거리(1)(단위: mm)와 백색 색소(단위: 중량%)의 곱은 1.25 미만이어야 한다.
즉, 레이저 방사선과 대면하는 컴포넌트(A)가 착색되어 있더라도, 상기 방법은 성공적으로 실행될 수 있다. 그러나, 조건은 레이저 방사선과 대면하는 컴포넌트(A)의 색소가 통상적인 것보다 약간 낮게 설정되지만, 가장 바람직하게는 여전히 시각적으로 백색 외관을 보장하는 수준에 있다. 이것은 전형적으로, 레이저 방사선과 대면하는 컴포넌트(A)의 백색 색소가 0.05중량% 이상, 바람직하게는 0.5중량% 이상인 경우이다. 종래 기술과 비교하여, 컴포넌트(B)의 높은 색소도 컴포넌트(A)가 남긴 백색감을 증가시킨다. 또 다른 조건은, 레이저와 대면하는 컴포넌트(A)를 통한 레이저의 경로가 너무 길지 않을 것, 즉 이 경로는 10mm보다 길지 않아야 하고, 앞에 정의된 곱은 1.25 미만, 바람직하게는 1.00 미만, 가장 바람직하게는 0.65 미만이어야 한다. 놀랍게 밝혀진 사실은, 시각적으로 적절한 백색 효과가 얻어지더라도, 레이저가 충분한 양으로 컴포넌트(A)를 통과해도 컴포넌트(A)를 표면적으로 손상시키지 않으며, 용접 사이트는 고품질 결합 사이트의 융합 및 형성을 보장하기에 충분한 정도로 가열된다는 것이다.
중량%를 단위로 백색 색소를 언급하는 것은, 컴포넌트 또는 컴포넌트의 영향을 받은 부위의 총 100%를 산출하는 총 질량에 대한 것으로 항상 이해해야 한다. 컴포넌트(A)와 컴포넌트(B)는 모두 부위에 따라 상이한 물질로 이루어질 수 있고; 이하, 컴포넌트(A) 또는 컴포넌트(B)를 언급하고, 후자를 정의할 경우에, 이는 적어도 레이저 결합 공정에 의해 영향을 받은 각각의 전반적 영역을 의미한다.
본 발명의 방법의 제1 바람직한 구현예에 따른 컴포넌트(A)가 백색 색소를 나타낼 경우, 이동 거리(1)(단위: mm)와 백색 색소(단위: 중량%)의 곱은 바람직하게는 1 미만, 보다 바람직하게는 0.65 미만, 또는 0.2~0.8, 바람직하게는 0.2~0.6, 특히 바람직하게는 0.2~0.5 범위이다.
본 발명의 방법의 또 다른 바람직한 구현예는, 컴포넌트(A) 및/또는 컴포넌트(B)가 NIR 범위에서 레이저 흡수 첨가제를 함유하지 않으며, 상기 컴포넌트들 사이에도 그러한 물질을 가진 별도의 층 또는 코팅이 존재하지 않는 것을 특징으로 한다. 컴포넌트(A)와 컴포넌트(B)는 가장 바람직하게는 결합 사이트에서 상하 관계로 놓인다. 특히 바람직하게는, 컴포넌트(A)와 컴포넌트(B) 모두가 NIR 범위에서 레이저 흡수 첨가제를 본질적으로 함유하지 않고(즉, 전형적으로 0.0001중량% 미만의 양으로 함유), 바람직하게는 전혀 함유하지 않는다. 상기 방법의 또 다른 바람직한 구현예는, 상기 방법을 실행하는 동안 레이저빔은 용접되는 이음매에 초점이 맞추어지는 것을 특징으로 한다. 즉, 레이저빔은 바람직하게는 결합 사이트의 면에 초점이 맞추어짐으로써, 그 위치에서 단위 체적당 가장 높은 파워가 투입된다.
일반적으로, 2~500W, 특히 바람직하게는 5~200W 범위의 레이저 파워가 사용되는 것이 바람직하다. 또한, 작업이 100~7,000mm/분 범위의 공급 속도로 실행되는 것이 일반적으로 바람직하다. 단위 길이당 0.0005~0.05J/m, 바람직하게는 0.0007~0.04J/mm, 특히 바람직하게는 0.0009~0.01J/mm 범위의 에너지가 사용되는 것이 특히 바람직하다. 단위 길이당 에너지 투입량은 레이저 파워(단위: W)와 공급 속도(mm/분)의 계수와, 물리적 단위의 계산에 의해 얻어지는 보정 계수(60)의 곱으로부터 산출된다.
상기 공정중에, 컴포넌트들은 1~10bar, 바람직하게는 2~5bar의 접촉 압력으로 서로 맞대어 가압되는 것이 가장 바람직하다.
전술한 바와 같이, 하부에 놓인, 즉 레이저의 반대 편의 컴포넌트(B)는 백색 색소를 구비한다. 백색 색소는 바람직하게는 3.5중량% 이상, 바람직하게는 5중량% 이상, 일반적으로는 20중량% 이하, 바람직하게는 15중량% 이하의 범위 내이다.
컴포넌트들은 바람직하게는 모두 백색이지만, 적어도 컴포넌트(B)는 레이저의 반대측이다. 이것은 컴포넌트(B)와, 존재할 경우에 컴포넌트(A), 또는 매끄러운 표면을 가진 성형된 컴포넌트로 가공될 경우에 대응하는 몰딩 컴파운드가, 실제로 백색 외관을 나타내는 LAB 시스템에서 컬러 효과를 나타내는 것을 의미하는 것으로 이해해야 한다. 이것은, L*>80, 바람직하게는 L*>90, 특히 바람직하게는 L*>95인 것이 가장 바람직하다는 것을 의미한다. 대안적으로 또는 부가적으로, a*의 값 또는 각각 독립적인 b*의 값은 <10, 바람직하게는 <5, 특히 바람직하게는 <3이 가장 바람직하고, 매우 바람직하게는 약 0이다. 상기 컴포넌트들에 있어서 >96의 L* 값이 특히 바람직하다. 레이저 반대측의 컴포넌트(B)에 관해서는, 매끄러운 표면을 가진 성형된 컴포넌트로 가공되는 것, 그리고 LAB 시스템에서의 컬러 효과가 L*>90, 바람직하게는 L*>95, 특히 바람직하게는 L*>96을 나타내는 것이 바람직한 것으로 생각된다.
본 발명의 방법에 따르면 본질적으로 다음과 같은 이점을 실현할 수 있다:
- 용접된 물체, 적어도 컴포넌트(B)로부터 도입된 물체의 일부가 백색이다;
- 열가소성 몰딩 컴파운드 내에 NIR 흡수 증강제를 첨가하거나, 결합 사이트에 흡수 증강제를 제공하거나 도포하는 것이 불필요하고, 흡수 증강제를 함유하는 추가적 컴포넌트를 도입할 필요가 없다.
본 발명에 따른 방법에서 사용되는 컴포넌트 또는 몰딩 컴파운드는 폴리머 매트릭스로서 전문가에게 알려져 있는 열가소성 플라스틱을 함유하거나, 또는 인용된 백색 색소 및 난연제, 기계적 안정성을 향상시키기 위한 첨가제, 및 비 적외선 흡수 첨가제와 같은 일반적 첨가제를 제외하고, 본질적으로 폴리머로 구성될 수 있다. 그러한 예의 목록은 제한되지는 않지만, 아세탈 수지; 액정 폴리머, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트; 올레핀계 및 시클로올레핀계 폴리머; 폴리아미드; 폴리아미드 엘라스토머, 특히 폴리에스테르 아미드, 폴리에테르 아미드 및 폴리에테르 에스테르 아미드, 폴리아미드 이미드, 폴리아릴 에테르 함유 폴리페닐 에테르, 폴리카르보네이트; 폴리에테르술폰; 폴리에테르이미드, 폴리이미드, 폴리에스테르; 폴리에스테르 폴리카르보네이트; 폴리에테르; 폴리옥시에틸렌; 폴리스티렌; 폴리술폰; 폴리비닐 클로라이드 및 폴리비닐 아세테이트와 같은 비닐 폴리머; 또는 ABS, MBS, SAN, PC, PMMA, 등을 함유하는 상기 열거된 물질 중 하나 이상의 혼합물을 포함한다.
투명하고, 특히 비정질인 폴리머는 바람직한 구현예를 나타낸다. 본 명세서에서 사용되는 투명한 열가소성 폴리머 또는 투명한 플라스틱 매트릭스, 특히 폴리아미드(즉, 투명한 호모폴리아미드 및/또는 코폴리아미드)라는 용어는, 폴리머 또는 코(폴리아미드)(순수한 형태, 즉 전술한 몰딩 컴파운드의 다른 성분을 포함하지 않는 것)가 2mm의 두께를 가진 판(platelet) 형태로 존재할 경우에, 80% 이상, 특히 90% 이상의 투광도(light transmission)를 가진 것으로부터 제조되는 폴리머 또는 플라스틱 매트릭스 시스템, 특히 폴리아미드 또는 코폴리아미드 또는 몰딩 컴파운드를 지칭하는 것이다.
본 명세서의 범위 내에서, 투광도에 대한 값은 항상 ASTM D1003 방법(발광체 CIE-C)에 따라 결정되는 것으로 이해해야 한다. 여기서, 하기 실시예에서 투광도는 독일 BYK Gardner사 제조의 상품명 Haze Guard Plus인 장치를 사용하여 70×2mm 원판 상에서 측정되었다. 투광도 값은 CIE-C에 의해 정의된 가시광 파장 범위에 대해, 즉 본질적으로 약 400~700mm 범위의 강도에서 표시된다. 예를 들면, 70×2mm 원판은 이를 위해 Arburg 사출 성형기에서 연마된 공구로 제조되고, 이때 실린더 온도는 200~340℃이고, 공구 온도는 20~140℃이다.
몰딩 컴파운드로부터 제조되고 2mm의 두께를 가진 플레이트의 탁도(헤이즈)는 가장 바람직하게는 5% 이하이다(앞에 명시된 바와 같이 ASTM D1003에 따라 측정됨).
또 다른 바람직한 구현예는 부분적으로 결정질인 폴리머를 포함하는데, 이것도 본 발명의 방법에 따라 성공적으로 용접될 수 있다. 상기 폴리머는 전술한 의미에서 투명할 필요는 없지만, 투명해도 된다.
바람직한 구현예에 있어서, 본 발명에 따라 사용되는 컴포넌트 또는 성형된 컴포넌트는, 플라스틱 매트릭스로서 폴리아미드 또는 그의 혼합물을 함유하거나, 바람직하게는 그러한 폴리아미드로 구성된다. 이들 폴리아미드는 바람직하게는 지환족을 포함하는 지방족 디아민 및 방향족 또는 지방족 디카르복시산으로부터, 또는 락탐으로부터 얻어진다. 특히 바람직한 것은, 지환족 C6-C17 디아민 및/또는 지방족 C4-C12 디아민과, 지방족 C4-C20 디카르복시산 및/또는 방향족 디카르복시산으로부터 형성된 호모- 및 코폴리아미드를 사용하는 것이다.
디카르복시산의 특정예는, 제한되지는 않지만, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 도데칸산, 브라실산(brassylic acid), 테트라데칸 2산, 펜타데칸 2산, 헥사데칸 2산, 헵타데칸 2산, 옥타데칸 2산, 노나데칸 2산, 1,4-시클로헥산 디카르복시산, 에이코산 2산, 나프탈렌 디카르복시산, 테레프탈산 및 이소프탈산을 포함한다.
바람직한 대체물은, 전술한 디아민과 디카르복시산으로 구성되는 폴리아미드, 및 4~15개의 탄소 원자를 가진 락탐 및/또는 4~15개의 탄소 원자를 가진 α,ω-아미노산을 포함한다.
디아민의 특정예는, 제한되지는 않지만, 헥사메틸렌디아민, 헵타메틸렌디아민, 옥타메틸렌디아민, 노나메틸렌디아민, 데카메틸렌디아민, 운데카메틸렌디아민, 도데카메틸렌디아민, 트리메틸헥사메틸렌디아민, 2-메틸-1,5-펜탄디아민, 이소포론 디아민, 노르보르난 디아민, 1,3-비스(아미노메틸)시클로헥산, MACM, MXD, PACM, PXD 및 TMACM을 포함한다.
MACM은 3,3'-디메틸-4,4-디아미노시클로헥실메탄을 나타내고, MXD는 메타자일렌디아민을 나타내고, PACM은 4,4'-디아미노시클로헥실메탄을 나타내고, PXD는 파라자일렌디아민을 나타내고, TMACM은 3,3',5,5'-테트라메틸-4,4'-디아미노시클로헥실메탄을 나타낸다.
또 다른 바람직한 구현예에 있어서, 본 발명에 따른 컴포넌트는 MXD와 테레프탈산, 또는 MXD와 이소프탈산으로 이루어지는 투명한, 비정질 폴리아미드를 함유한다.
플라스틱 매트릭스의 성분 또는 본질적으로 플라스틱 매트릭스만을 형성하는 성분을 대표하는 바람직한 투명한 폴리아미드(작은 비율의 통상적 첨가제 및 존재할 수 있는 임의의 유리 섬유는 제외)는 다음 군으로부터 선택된다: MACM9-18, PACM9-18, MACMI/12, MACMI/MACMT, MACMI/MACMT/12, 616T/MACMI/MACMT/12, 3-6T, 616T, TMDT, 6I/MACMI/MACMT, 6I/PACMI/PACMT, 6I/6T/MACMI, MACMI/MACM36, 6I, 12/PACMI, MXDI/6I 또는 12/MACMT, 6/PACMT, 6/6I, 6/IPDT, 또는 이것들의 혼합물, 여기서 IPS의 50몰%는 TPS로 대체될 수 있음.
또 다른 바람직한 구현예에 있어서, 본 발명에 따른 컴포넌트는 부분적으로 결정질인 폴리아미드를 함유하거나, 플라스틱 매트릭스로서 그러한 폴리아미드로 구성된다. 예를 들면, 제한되지는 않지만, PA6, PA66, PA69, PA610, PA11, PA12, PA1010, PA1012, PA1210, 및 PA1212가 포함된다.
또 다른 바람직한 구현예에 있어서, 본 발명에 따른 컴포넌트는 3,3-디메틸-4,4'-디아미노디시클로헥실메탄 및 데칸 2산 및/또는 도데칸 2산으로 구성되는 투명한 비정질 폴리아미드를 함유하고, 여기서 데칸 2산 및/또는 도데칸 2산은 20% 이하의 방향족 디카르복시산으로 대체될 수 있다.
또 다른 바람직한 구현예에 있어서, 본 발명에 따른 컴포넌트는 MACM과 도데칸 2산(MACM12)으로 구성되는 투명한 비정질 폴리아미드를 함유하고, 여기서 도데칸 2산은 20% 이하의 방향족 디카르복시산으로 대체될 수 있다.
가장 바람직한 구현예에 있어서, 본 발명에 따른 컴포넌트는 3,3-디메틸-4,4'-디아미노디시클로헥실메탄 및 도데칸 2산으로 구성되는 투명한 비정질 폴리아미드를 함유하거나, 플라스틱 매트릭스로서 상기 폴리아미드로 이루어진다(작은 비율의 통상적 첨가제 및 존재할 수 있는 임의의 유리 섬유는 제외).
본 발명에 따른 컴포넌트는, 하나 이상의 백색, 본질적으로 비-NIR의 흡수 안료를 추가로 함유하고, 예를 들면 산화알루미늄(Al2O3); 황산바륨(BaSO4); 탄산납(PbCO3); 탄산칼슘(CaCO3); 탄산마그네슘(MgCO3); 이산화티타늄(TiO2); 티탄산바륨(BaTiO3)과 같은 티탄산염; 산화아연(ZnO); 황화아연(ZnS); 마이카; 초크; 리토폰; 이산화규소; 규산알루미늄 또는 규산나트륨과 같은 규산염; 탈크; 상기 물질들의 금속-도트형(metal-doted) 또는 코팅된 변형물 또는 하나 이상의 상기 물질을 함유하는 조합물이다. 상기 목록은 제한적인 것이 아니다.
바람직한 구현예에 있어서, 백색 안료는 루타일 또는 아나타제 형태의 이산화티타늄, 황화아연 또는 초크이다. 특히 바람직한 구현예에 있어서, 백색 안료는 루타일 형태의 이산화티타늄이다. NIR에서 흡수하지 않는 미량(즉, 전형적으로 0.2중량% 미만, 또는 0.1중량% 미만)의 다른 염료가 색조를 조절하기 위해 특정 구현예에서 함유될 수 있다.
일 구현예에서, 안료는 0.1~0.5㎛의 중간 입경(median particle size)을 가진다. 또 다른 구현예에서, 백색 안료인 이산화티타늄은 루타일 형태이고, 0.15~0.30㎛의 중간 입경을 가진다. 바람직한 구현예에서, 백색 안료인 이산화티타늄은 0.20~0.26㎛의 중간 입경을 가진 루타일 변형을 포함한다.
컴포넌트 A는 레이저 방사선에 대해 적어도 부분적으로 투과성이다. 예를 들면, 컴포넌트 A는 0.1~5mm, 바람직하게는 0.2~1mm, 특히 바람직하게는 0.2~0.5mm, 매우 바람직하게는 0.2~0.4mm 범위의 두께를 가진다. 컴포넌트 B는 레이저 방사선의 반대측에 있고, 적어도 부분적으로 레이저 방사선을 흡수할 수 있다. 예를 들면, 컴포넌트 B는 0.5~10mm, 바람직하게는 1~4mm의 두께를 가진다.
용접 공정에 있어서, 레이저 방사선은 초기에 적어도 부분적으로 컴포넌트 A를 투과하고, 이어서 표면 근방에서 컴포넌트 B에 본질적으로 흡수되어 열로 변환된다. 컴포넌트 B는 흡수 사이트에서 융합되고, 전달된 접촉 열도 컴포넌트 A를 계면에서 융합시킨다. 용접 공정시, 외부 접촉 압력이 인가되는 것이 바람직하다. 마지막으로 냉각 후 견고한 결합이 형성된다.
여기서, 용접 이음매는 직선을 따를 수 있지만, 임의의 원하는 형상을 나타낼 수도 있고; 용접 이음매는 두 컴포넌트 (A)와 (B)가 서로 평탄하게 인접하는 영역에 위치할 수 있지만, 예를 들면, 하나의 컴포넌트의 돌출부 또는 리브(rib)가 다른 컴포넌트의 표면 상에 놓이게 되는 영역에, 또는 2개의 대응하여 배치된 돌출부 또는 리브, 또는 심지어 두 컴포넌트의 홈(groove)과 빗살(comb)이 서로 인접하는 영역에 위치할 수 있다. 따라서, 용접 이음매는 점용접 이음매(spot welded seam)일 수 있는 동시에 길게 연장된 용접 이음매일 수도 있다. 점용접 이음매는 예를 들면 펄스형 레이저에 의해 만들어질 수 있다.
레이저빔은 컴포넌트 A의 표면에 있어서 수직인 면에 대해 수직으로 또는 영(0)이 아닌 각도로 조준될 수 있다.
본 발명에 따른 컴포넌트는, 특히 사용되는 레이저빔의 파장과의 상호작용에 관해 성형된 컴포넌트의 성질에 악영향을 주지 않는, 전문가에게 알려져 있는 다른 첨가제를 함유할 수 있다. 상기 첨가제는 바람직하게는, 무기 안정화제, 유기 안정화제, 윤활제, 소포제, 사슬 연장 첨가제, UV 범위에서 흡수하는 광택제, 연화제, 접착 촉진제, 할로겐-함유 난연제, 입자, 충전재와 보강제, 예를 들면 섬유 형태로 된 보강제, 또는 그러한 첨가제의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
UV 흡수 첨가제에 대한 일례는, UV 안정화제로서 작용하는 무기 안료 또는 HALS(힌더드 아민 광 안정화제)를 포함한다. 이들 UV 흡수 물질에 대한 예는, 제한되지는 않지만, 벤조페논, 벤조트리아졸, 옥살아닐리드, 페닐트리아진 및 테트라메틸피페리딘 유도체를 포함한다.
이러한 첨가제는 열가소성 몰딩 컴파운드 100중량%에 대해 2중량% 이하, 바람직하게는 0.5중량% 이하의 양으로 함유될 수 있다. 첨가제로서 상기 매트릭스 물질도 유리 섬유로 보강된다면, 더 높은 비율로 혼입될 수 있다. 예를 들면, 50중량% 이하, 또는 30중량% 이하 또는 10중량% 이하의 유리 섬유가 바람직하게 첨가될 수 있다. 여기서 유리 섬유 스캔(scan)은 원형 단면, 또는 심지어 평면상 단면, 예를 들면 축 길이들 사이의 비율이 2 내지 10, 바람직하게는 3 내지 5 범위인 단면을 나타낸다. 첨가제로서 상기 매트릭스 물질이 또한 충격 강도 측면에서 변형된 것이라면, 더 높은 비율로 혼입될 수 있다. 이 경우에, 30중량% 이하의 충격 강도 개선제가 바람직하게 첨가될 수 있고, 또는 20중량% 이하 또는 10중량% 이하의 충격 강도 개선제가 첨가될 수 있다.
또한, NIR에서 흡수하지 않는 염료가 2중량% 이하, 바람직하게는 1.2중량% 이하의 양으로 다른 첨가제로서 혼입될 수 있다.
예를 들면, 상기 컴포넌트들은 특허문헌 EP 0 725 101에 따른 중합 공정에서 제조될 수 있는데, 여기서 다양한 폴리머의 혼합물(블렌드)이 사용될 수 있고, 컴포넌트는 압출 또는 사출 성형을 통해 얻어질 수 있다. 본 발명에 따라 사용되는 폴리아미드 몰딩 컴파운드는, 예를 들면, 단축 또는 쌍축 압출기, 또는 스크류 컴파운더(compounder)와 같은 통상적 컴파운딩 기계로 제조될 수 있다. 일반적으로, 폴리머 부분이 초기에 융합되고, 안료는 압출기의 임의의 위치에서, 예를 들면 측면 공급기를 이용하여, 용융체 내에 도입된다. 컴파운딩은 바람직하게는 230℃ 내지 320℃로 설정된 실린더 온도에서 이루어진다. 그러나, 폴리머 부분과 안료도 모두 공급기에 계량 도입될 수 있다.
컴포넌트(B)에 있어서 두께가 가장 중요한 것은 아니지만, 컴포넌트(A)의 경우에 두께는 전형적으로 10mm 미만, 또는 바람직하게는 5mm 미만이고; 컴포넌트(A)가 백색 색소를 나타내는 변형예에 있어서, 두께는 바람직하게는 1mm 이하이다.
상기 공정의 적용시 용접 길이(전단 길이의 측면에서)는 전형적으로 5N/㎟ 이상, 바람직하게는 10N/㎟ 이상, 또는 15N/㎟ 이상이고, 특히 바람직하게는 20N/㎟ 이상이다. 이 값들은 실험적 테스트의 테두리 내에서 이하에서 상세히 설명하는 바와 같이 측정된다.
예를 들면, 본 발명의 목적은 이어폰, 휴대폰 및 키와 같은 휴대용 전기 장치를 위한 컴포넌트, 또는 의료 기술에서 사용되는 물품일 수 있다. 따라서, 본 발명은 또한, 컴포넌트, 특히 휴대용 전자 장치, 특히 다음의 군으로부터 선택되는 컴포넌트용 하우징 영역으로부터의 컴포넌트에 관한 것이다: 전술한 방법에 따라 제조된 하나 이상의 용접 조인트를 구비하는 이어폰, 헤드폰, 보청기, 휴대폰, 스마트폰, 휴대형 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 및 자동차 키.
본 발명의 목적은 또한, 전술한 방법에 따른 하나 이상의 용접 조인트를 가진 커피 메이커의 커넥터 또는 부품이 제공된 호스일 수 있다.
추가의 구현예는 종속 청구항에 기재되어 있다.
본 발명에 의하면, 열가소성 컴포넌트, 특히 백색 착색된 컴포넌트를 레이저빔 용접하는 방법이 제공된다.
도면에 의거하여 이하에서 본 발명의 바람직한 구현예를 설명하는데, 도면은 예시를 목적으로 할뿐이고, 본 발명을 제한하는 것으로 해석해서는 않된다.
도 1은 레이저 용접 공정의 개략적 사시도이다.
도 2는 상이한 컴포넌트 형상에 대한 용접 이음매에 수직인 단면도이다: a) 평면적 접촉 영역; b) 컴포넌트 A를 통한 리브 접촉; c) 두 컴포넌트에 대한 리브 접촉.
이하의 구현예에 대한 설명에서 실행된 구체적 용접 테스트를 이용하여 용접 방법이 구현되는 과정 및 용접 이음매에 의해 어떠한 기계적 성질이 보장될 수 있는가를 설명한다.
도 1의 사시도에 모식적으로 나타낸 바와 같은 방법은 기본적으로, 어느 정도 하부에 놓이고 레이저빔의 반대측에 컴포넌트 B를 제공하는 단계, 및 그것을 또 다른 컴포넌트 A와 평면상 접촉시키는 단계를 포함한다. 레이저(3)는 상기 두 컴포넌트의 접촉면에 초점을 맞춘 레이저빔(2)을 방출하고, 공급 방향(4)으로 얻고자 하는 용접 이음매(1)를 따라 이동한다.
상기 두 컴포넌트간의 접촉 영역은, 용접 이음매(1)에 수직인 단면으로 도 2에 각각 도시된 바와 같이, 디자인에 따라 변동될 수 있다. 여기서, 도 2a는 도 1에도 도시된 바와 같이, 두 컴포넌트가 평면상 접촉되어 있는 상황을 나타낸다. 예를 들면 도 2b로부터 명백한 바와 같이, 컴포넌트 A는 컴포넌트 B의 표면과 접촉을 이루는 리브로 구성될 수 있다. 여기서도 용접 이음매(1)는 대응하여 형성될 수 있는데, 단 컴포넌트 A의 물질을 통한 레이저의 파장은 위에 명시된 경계 내에 놓인다. 도 2c는 두 컴포넌트가 대응하여 형성되는 리브를 나타내는 상황을 나타내는데; 이경우에, 마찬가지로 어느 정도 직선적인 접촉이 주어지면, 이 선을 따라 용접 이음매(1)를 형성할 수도 있다. 이들 도면은 각각 직선적인 용접 이음매를 나타내고, 여기서 각각의 경우는 직선 또는 원칙적으로 얻고자 하는 임의의 형상을 포함할 수 있다. 이 형상은 레이저나 레이저빔을 이 형상을 따라 안내함으로써, 또는 레이저빔을 정지 상태로 유지하고 컴포넌트를 이동시킴으로써 실현될 수 있다. 또한, 점용접도 가능한데, 이것은 예를 들면, 대응하여 펄스를 이루는 레이저에 의해 실현될 수도 있다.
실시예
M12: Grilamid TR? 90은 MACM12 타입의 비정질, 투명한 폴리아미드로서, 투광도가 93이고 헤이즈가 1미만이며, EMS-CHEMIE AG사로부터 입수가능하다.
P12: P12는 EMS-CHEMIE AG사로부터 입수가능한, PA12 타입의 부분적으로 결정질인 폴리아미드이다.
LV3H: Grilamid? LV-3H는 EMS-CHEMIE AG사로부터 입수가능한, PA12 타입의 유리 섬유 보강된 부분적으로 결정질인 폴리아미드이다.
CX: Trogamid CX7323은 투광도가 93이고 헤이즈가 1% 미만인, Evonik Degussa사로부터 입수가능한 PACM12 타입의 비정질 폴리아미드이다.
PMMA: Plexiglas? Resist zk40은 투광도가 90이고, Evonik Roehm GmbH사로부터 입수가능한 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)이다.
PC: Makrolon? 2858은 Bayer AG사로부터 입수가능한, 89의 투광도를 가진 폴리카르보네이트(PC)이다.
Ti-Pure? R103: DUPONT™으로부터 입수가능한 루타일 형태의 TiO2로 만들어진 백색 안료로서, 23㎛의 중간 입경을 가진다.
Kronos? 2220: Kronos?로부터 입수가능한 루타일 형태의 TiO2로 만들어진 백색 안료로서, 그 표면은 알루미늄과 실리콘 화합물 및 실리콘 결합에 의해 안정화되어 있다.
Sachtolith HDS: Sachtleben Chemie GmbH사로부터 입수가능한 황화아연으로 만들어진 백색 안료이다.
용접 테스트용으로 사용된 0.5mm, 0.75mm 및 1mm 두께의 4×5cm 플레이트를, Arburg사 제조의 완전 전기식 사출 성형기(장치 표시: ARBURG Allrounder 320 A 500-170) 상의 담금질된 공구를 사용하여 이들 물질로부터 사출했다. 다음과 같은 사출 성형 파라미터가 사용되었다.
a) M12에 대해:
공구 80℃, 용융체 온도 280℃
b) PC에 대해:
공구 80℃, 용융체 온도 300℃
c) PMMA에 대해:
공구 40℃, 용융체 온도 260℃
d) CX에 대해:
공구 80℃, 용융체 온도 280℃
e) P12에 대해:
공구 60℃, 용융체 온도 250℃
f) LV3H에 대해:
공구 60℃, 용융체 온도 260℃
컴포넌트 (A)와 (B)를, 용접 테스트를 위해 50mm의 길이와 약 12mm의 폭으로 절단하였다. 컴포넌트 (A)와 (B)를 건식 용접했다.
용접 테스트를 위해 아래와 같은 DILAS Diodenlaser GmbH사 제조의 다이오드 레이저를 사용했다:
a) 파장: 1940nm, COMPACT Diode Laser System 18/600(16W, 600㎛)
b) 파장: 1470nm, MINI Diode Laser System 40/400(40W, 400㎛)
c) 파장: 980nm, COMPACT Diode Laser System 500/400(500W, 400㎛)
용접 테스트의 실행:
건조제와 함께 보관된 컴포넌트 (A)와 (B)를 플레이트 상에 중첩되도록 포개놓았다. 공압식 플런저를 작동시켜 상기 플레이트 위에 고정되어 있는 PMMA 플레이트에 맞대어 상기 플레이트를 가압하고, 접촉 압력을 증대시켰다. 레이저빔은 PMMA 플레이트에 있는 리세스를 통해 직접 컴포넌트 A에 안내되고, 컴포넌트 A를 통해 용접 이음매로 안내되었다. 빔 경로 또는 레이저 공급은 컴포넌트 A의 폭 전체를 통해 이동되도록 모든 파장에서 수동적으로 조절되었다. 방사선을 위한 단위 길이당 에너지 투입량은 공급량을 통해 조절되었고, 그에 따라 용접할 컴포넌트에 대해 선택되었다. 화학적 조성에 따라서, 두께와 안료, 단위 길이당 에너지 투입량은 표면에서의 연소를 피하도록 조절되어야 한다. 표 2와 3에서의 용접 테스트의 등급은, 컴포넌트 A와 B 사이에 결합이 이루어지지 않았거나, 또는 컴포넌트 A가 연소된 영역, 구멍 또는 기포(blister)를 나타낸 경우에 "-"로 평가되었다. 육안 검사에서 표면에 대한 연소 영역 또는 다른 손상을 전혀 나타내지 않은 경우에 용접 테스트의 등급은 (+)로 평가되었다.
CIE L*a*b 값은, 백색으로 도색된 대조 시트의 앞면에 다음과 같은 측정 원리 하에 Datacolor사 제조의 분광광도계(장치 표시: Datacolor 650)로 판정되었다: 측정 방식: 반사; 측정 형상: D/8°; 광의 타입: D 65 10; 광도: 내포됨; 검정: UV 검정됨; 측정 오리피스: SAV. 얻어진 L*a*b 값은 표 1 내지 3에 제시되어 있다. 용접 이음매의 결합 강도(용접 강도)는 ISO 527에 따라, 23℃의 온도에서 5mm/분의 견인 속도(traction speed)로 판정되었다. 컴포넌트 (A)와 (B)로 구성되는 중첩된 용접물은 건조 상태에서 견인 엔진 내에 클램핑되었고, 플레이트 면에 평행하게 힘이 가해졌다. 컴포넌트의 각각의 두께는 표 1 내지 3으로부터 알 수 있다.
표 1: MACM12 및 백색 안료로서 Ti-Pure? R103으로 제조된 몰딩된 컴포넌트를 사용한 용접 테스트
Figure pat00001
표 2: MACM12 및 다른 백색 안료로 제조된 몰딩된 컴포넌트를 사용한 용접 테스트
Figure pat00002
표 3: MACM12가 아닌 물질 및 백색 안료로서 Ti-Pure? R103으로 제조된 몰딩된 컴포넌트를 사용한 용접 테스트
Figure pat00003
1 용접 이음매, 2 레이저빔, 3 레이저, 4 레이저 어드밴서
A 레이저측 컴포넌트, B 레이저 반대측 컴포넌트

Claims (15)

  1. 적어도 결합 영역에서 접촉하는 2개의 플라스틱 컴포넌트(A, B)를 레이저 용접하는 방법으로서,
    레이저 방사선의 반대측의 상기 컴포넌트(B)는, 0.5중량% 이상, 20중량% 이하의 백색 색소(white pigmentation)를 가진 플라스틱 매트릭스로 구성되고,
    레이저 방사선과 대면하는 레이저 방사선측의 상기 컴포넌트(A)는, 용접 공정에서 레이저빔이 통과하는 컴포넌트로서, 플라스틱 매트릭스를 나타내고,
    용접을 위해 1,200~2,200nm의 레이저 파장 범위가 사용되고,
    레이저 방사선과 대면하는 상기 컴포넌트(A)를 통한 상기 레이저빔의 이동 거리(1)가, 상기 컴포넌트(A)의 착색 여부에 관계 없이 10mm 이하이고,
    레이저 방사선과 대면하는 상기 컴포넌트(A)의 백색 색소를 중량%로 나타냈을 때, 레이저 방사선과 대면하는 상기 컴포넌트(A)를 통한 상기 레이저빔의 이동 거리(1)(단위: mm)와 백색 색소(단위: 중량%)의 곱이 1.25 미만이고, 레이저 방사선과 대면하는 상기 컴포넌트(A)를 통한 상기 레이저빔의 이동 거리(1)가 1mm 이하인 조건을 충족시키는,
    레이저빔 용접 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    레이저 방사선과 대면하는 상기 컴포넌트(A)를 통한 상기 레이저빔의 이동 거리가 7mm 이하, 바람직하게는 5mm 이하, 특히 바람직하게는 3mm 이하인 것을 특징으로 하는 레이저빔 용접 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    레이저 방사선과 대면하는 상기 컴포넌트(A)는 백색 색소를 나타내고, 이동 거리(1)(단위: mm)와 백색 색소(단위: 중량%)의 곱이 1 미만, 바람직하게는 0.2~0.8 범위인 것을 특징으로 하는 레이저빔 용접 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    레이저 방사선과 대면하는 상기 컴포넌트(A) 및 레이저 방사선의 반대측의 상기 컴포넌트(B)는, NIR 범위에서 레이저를 흡수하는 첨가제를 본질적으로 포함하지 않고, 특히 0.0001중량% 미만으로 함유하고, 바람직하게는 NIR 범위에서 레이저를 흡수하는 첨가제를 전혀 포함하지 않고, 결합 사이트(joining site)는 NIR 범위에서 흡수를 나타내는 첨가제로 전처리되지 않고, NIR 범위에서 흡수를 나타내는 첨가제를 함유하는 추가적 컴포넌트가 레이저 방사선과 대면하는 상기 컴포넌트(A)와 레이저 방사선의 반대측의 상기 컴포넌트(B) 사이에 혼입되지 않는 것을 특징으로 하는 레이저빔 용접 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    레이저빔은 상기 방법을 구현하는 동안 결합 존에 초점이 맞추어지고, 및/또는 2~500W, 바람직하게는 5~200W 범위의 레이저 파워가 100~7,000mm/분 범위의 공급 속도로 사용되고, 단위 길이당 에너지 투입량은 0.0005~0.05J/mm, 바람직하게는 0.0007~0.04J/mm, 특히 바람직하게는 0.0009~0.01J/mm 범위인 것을 특징으로 하는 레이저빔 용접 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컴포넌트들은 상기 공정중에 1~10bar, 바람직하게는 2~5bar 범위의 접촉 압력으로 서로 맞대어 가압되는 것을 특징으로 하는 레이저빔 용접 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    레이너 방사선의 반대측의 상기 컴포넌트(B)는 1중량% 이상, 또는 1.5중량% 이상, 또는 3.5중량% 이상, 바람직하게는 5중량% 이상, 15중량% 이하의 백색 색소를 나타내는 것을 특징으로 하는 레이저빔 용접 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    매끄러운 표면을 가진 몰딩된 컴포넌트 내에 가공될 때, 레이저 방사선과 대면하는 상기 컴포넌트(A)는, CIE LAB 시스템에서 컬러 효과를 나타내는데, 여기서 L*>80, 바람직하게는 L*>90, 특히 바람직하게는 L*>95이고, 및/또는 a*의 값 또는 각각 독립적인 b*의 값은 <10, 바람직하게는 <5, 특히 바람직하게는 <3인 것,
    및/또는 매끄러운 표면을 가진 몰딩된 컴포넌트 내에 가공될 때, 레이저 방사선의 반대측의 상기 컴포넌트(B)는, LAB 시스템에서 컬러 효과를 나타내는데, 여기서 L*>90, 바람직하게는 L*>95, 특히 바람직하게는 L*>96인 것
    을 특징으로 하는 레이저빔 용접 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    컴포넌트(A, B) 중 적어도 하나는 하기 군으로부터 선택되는 열가소성 폴리머를 기재로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저빔 용접 방법:
    아세탈 수지; 액정 폴리머, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트; 올레핀계 폴리머; 폴리아미드; 폴리아미드 엘라스토머, 특히 폴리에스테르 아미드, 폴리에테르 아미드 및 폴리에테르 에스테르 아미드, 폴리아미드 이미드, 폴리아릴 에테르 함유 폴리페닐 에테르; 폴리카르보네이트; 폴리에테르이미드, 폴리이미드, 폴리에테르술폰; 폴리에스테르; 폴리에스테르 폴리카르보네이트; 폴리에테르; 폴리옥시에틸렌; 폴리스티렌; 폴리술폰; 폴리비닐 클로라이드 및 폴리비닐 아세테이트와 같은 비닐 폴리머; 또는 이들 물질의 하나 이상의 혼합물, 여기서 상기 기재는 가장 바람직하게는 폴리아미드, 폴리카르보네이트 및 PMMA로 이루어지는 군으로부터 선택됨.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    컴포넌트(A, B) 중 적어도 하나, 바람직하게는 컴포넌트(A, B) 모두는, 지환족을 포함하는 지방족, 디아민 및 방향족 및/또는 지방족 디카르복시산으로부터, 또는 락탐으로부터 제조되는 열가소성 폴리아미드, 특히 바람직하게는 지환족 C6-C17 디아민 및/또는 지방족 C4-C12 디아민과, 지방족 C4-C20 디카르복시산 및/또는 방향족 디카르복시산, 특히 바람직하게는 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 도데칸산, 브라실산(brassylic acid), 테트라데칸 2산, 펜타데칸 2산, 헥사데칸 2산, 헵타데칸 2산, 옥타데칸 2산, 노나데칸 2산, 1,4-시클로헥산 디카르복시산, 나프탈렌 디카르복시산, 테레프탈산 및 이소프탈산, 특히 바람직하게는 하기 군으로부터 선택되는 디아민과 조합을 이룬 디카르복시산으로부터 형성된 호모- 및 코폴리아미드로부터 제조되는 열가소성 폴리아미드를 기재로 하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 레이저빔 용접 방법:
    헥사메틸렌디아민, 헵타메틸렌디아민, 옥타메틸렌디아민, 노나메틸렌디아민, 데카메틸렌디아민, 운데카메틸렌디아민, 도데카메틸렌디아민, 트리메틸헥사메틸렌디아민, 2-메틸-1,5-펜탄디아민, 이소포론 디아민, 노르보르난 디아민, 1,3-비스(아미노메틸)시클로헥산, MACM, MXD, PACM, PXD 및 TMACM.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컴포넌트(B) 및 가능하게는 컴포넌트(A)의 백색 색소는 NIR에서 흡수를 나타내지 않고, 바람직하게는 하기 군으로부터 선택되는 하나 이상의 백색 안료를 기재로 하여 조절되는 것을 특징으로 하는 레이저빔 용접 방법:
    산화알루미늄(Al2O3); 황산바륨(BaSO4); 탄산납(PbCO3); 탄산칼슘(CaCO3); 탄산마그네슘(MgCO3); 이산화티타늄(TiO2); 티탄산바륨(BaTiO3)과 같은 티탄산염; 산화아연(ZnO); 황화아연(ZnS); 마이카; 초크; 리토폰; 이산화규소; 규산알루미늄 또는 규산나트륨과 같은 규산염; 탈크; 상기 물질들의 금속-도트형(metal-doted) 또는 코팅된 변형물 또는 하나 이상의 상기 물질을 함유하는 조합물, 특히 바람직하게는 루타일 형태의 이산화티타늄이 본질적으로, 또는 배타적으로 상기 백색 색소용으로 사용됨.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    얻어지는 용접 이음매(welded seam)가 5N/㎟ 이상, 바람직하게는 10N/㎟ 이상, 특히 바람직하게는 15N/㎟ 이상, 또는 20N/㎟ 이상의 용접 강도를 나타내는 것을 특징으로 하는 레이저빔 용접 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    사용되는 레이저는 1,400~2,000nm, 바람직하게는 1,440~1,500nm, 특히 바람직하게는 1,440~1,500nm, 및 1,910~1,970nm의 파장 영역에서 가동되는 것을 특징으로 하는 레이저빔 용접 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    용접 공정에서 레이저빔이 통과하는 상기 컴포넌트(A), 및/또는 레이저빔 반대측의 상기 컴포넌트(B)는 투명한 플라스틱 매트릭스를 나타내고, 상기 매트릭스는, 상기 플라스틱 매트릭스를 형성하는 상기 폴리머, 바람직하게는 (코)폴리아미드가 2mm의 두께를 가진 판(platelet) 형태로 존재할 경우에, 착색되지 않은 상태에서 바람직하게는 80% 이상, 특히 바람직하게는 90% 이상의 투광도(light transmission)를 나타내는 것을 특징으로 하는 레이저빔 용접 방법.
  15. 컴포넌트, 특히 휴대용 전자 장치의 영역, 특히 하기 군으로부터 선택되는 컴포넌트용 하우징 영역의 컴포넌트:
    제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 방법을 이용하여 제조된 하나 이상의 용접 조인트를 가진, 이어폰, 헤드폰, 보청기, 휴대폰, 스마트폰, 휴대형 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 및 자동차 키.
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