KR20140057205A - 용착체의 제조방법 - Google Patents

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KR20140057205A
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KR
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light
insulating layer
resin molded
molded article
heat insulating
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KR1020137032120A
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타카유키 미야시타
아키라 오카다
Original Assignee
포리프라스틱 가부시키가이샤
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Abstract

특정의 결정성 열가소성 수지를 이용하거나 특정 첨가제를 사용하거나 하지 않더라도, 결정성 열가소성 수지 조성물을 성형하여 이루어지는 성형체의 레이저 투과성이 낮아지는 문제를 해소하는 방법을 제공한다.
레이저 용착에 의한 접합에 이용되는 광투과성 수지 성형체를, 캐비티 표면의 일부에 단열층이 형성된 금형을 이용하여 금형 온도의 조건이 광투과성 수지 성형체를 구성하는 수지의 냉결정화 온도(Tc1)-10℃ 이하의 조건에서 제조한다.

Description

용착체의 제조방법{WELDED BODY MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 레이저광을 흡수하는 광흡수성 수지 성형체와, 레이저광을 투과 시키는 광투과성 수지 성형체를 용착시킨 용착체의 제조방법에 관한 것이다.
수지 성형체를 이용한 제품에 있어서 복잡한 형상을 가지는 제품은, 복수의 수지 성형체를 접합시킴으로써 제조되는 경우가 있다. 접합방법으로는, 접착제에 의한 접합, 볼트 등에 의한 기계적 접합 등이 알려져 있다.
그러나 접착제를 이용하여 접합하는 방법의 경우, 접착제의 비용이 비싸고, 접착 강도가 충분히 높아지지 않는다는 등의 문제가 있다. 또한, 볼트등을 이용하여 접합하는 방법의 경우, 비용, 체결을 위한 노력, 중량 증가 등이 문제가 된다.
한편, 레이저 용착, 열판 용착 등의 외부 가열용착, 진동 용착, 초음파 용착 등의 마찰열 용착에 관해서는, 단시간에 수지 성형체끼리의 접합이 가능하고, 또한 접착제나 금속 부품을 사용하지 않으므로, 거기에 걸리는 코스트나 중량 증가, 환경오염 등의 문제가 발생되지 않는다. 상기의 용착방법 중에서도, 특히 레이저 용착은 정밀용착이 가능한 방법으로, 유효한 접합방법의 하나이다.
그런데, 폴리페닐렌 설파이드 수지는, 기계적 특성, 내열성, 내약품성 및 얇은 두께 유동성을 균형있게 구비하고 있기 때문에, 전기전자 부품 및 자동차 부품 등의 원료로서 넓게 이용되고 있다.
그런데, 폴리페닐렌 설파이드 수지는 레이저 투과성이 낮기 때문에, 레이저광선의 투과성 향상을 위해서는 두께 슬림화에 의한 대응이 필요하다. 그 결과, 강도를 필요로 하는 용도에의 전개가 곤란하다.
그래서, 폴리아릴렌 설파이드 수지의 레이저 투과성을 개량하려는 시도가 이루어지고 있다. 예를 들면, 특허 문헌 1에는, 폴리아릴렌 설파이드 수지의 분자량을 조정함으로써, 레이저 투과성의 문제를 해소하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 특허 문헌 2에는, 특정 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물을 사용함으로써, 레이저 투과성의 문제를 해소하는 기술이 개시되어 있다.
1.1. 일본 공개특허 2006168221호 공보 1.2. 일본 공개특허 2008174657호 공보
특허 문헌 1, 2는 모두, 특정 재료를 사용함으로써 상기 레이저 투과성의 문제를 해소하고자 하는 기술이다. 이에 대하여, 본 발명의 목적은, 동일한 문제가 발생할 수 있는 다른 종류의 결정성 열가소성 수지를 이용하는 경우나 특정 첨가제를 사용하지 않는 경우에 대해서도, 재료의 종류에 한정되지 않고 상기 문제를 해소하는 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 연구를 거듭하였다. 그 결과, 금형의 캐비티 표면의 일부에 단열층을 형성하고, 이러한 금형을 이용하여 수지 성형체를 제조하면, 결정화도가 낮은 영역과 결정화도가 높은 영역을 수지 성형체에 형성할 수 있다는 것을 알아냈다. 이와 같은 지견(知見)을 바탕으로, 레이저 용착에 의한 접합에 이용되는 광투과성 수지 성형체를, 캐비티 표면의 일부에 단열층이 형성된 금형을 이용하여, 금형 온도의 조건이 광투과성 수지 성형체를 구성하는 수지의 냉결정화 온도(Tc1)-10℃ 이하인 조건에서 제조함으로써 상기 과제를 해결할 수 있음을 알아내고 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 보다 구체적으로 본 발명은 이하의 것을 제공한다.
(1) 레이저광을 흡수하는 광흡수성 수지 성형체와, 레이저광을 투과 시키는 광투과성 수지 성형체를 용착시킨 용착체의 제조방법으로서, 상기 광흡수성 수지 성형체의 용착 예정면인 흡수측 용착 예정면과, 상기 광투과성 수지 성형체의 용착 예정면인 투과측 용착 예정면을 서로 겹치는 용착 준비공정과, 상기 용착 준비공정 후에, 겹쳐진 부분에 상기 광투과성 수지 성형체측으로부터 레이저광을 조사하여 주사하는 용착공정, 을 구비하고, 상기 광투과성 수지 성형체는, 캐비티 표면의 일부에 단열층이 형성된 금형을 이용하여, 금형 온도가 상기 광투과성 수지 성형체를 구성하는 수지의 냉결정화 온도(Tc1)-10℃ 이하의 조건에서 제조되고, 상기 단열층은, 상기 캐비티 표면에서의 상기 광투과성 수지 성형체의 표면의 상기 레이저광이 조사될 예정의 조사 예정면 및 상기 투과측 용착 예정면과 접하는 부분 이외의 거의 전체면에 형성되는 것을 특징으로 하는 용착체의 제조방법.
(2) 상기 광흡수성 수지 성형체는, 캐비티 표면의 일부에 단열층이 형성된 금형을 이용하여 제조되고, 상기 단열층은, 상기 캐비티 표면에서의 상기 흡수측 용착 예정면과 접하는 부분 이외의 거의 전체면에 형성되는 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 용착체의 제조방법.
(3) 상기 광흡수성 수지 성형체 및 상기 광투과성 수지 성형체는, 폴리아릴렌 설파이드계 수지 조성물로 구성되는 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)에 기재된 용착체의 제조방법.
(4)(1)에서 (3)의 어느 하나에 기재된 방법으로 제조된 용착체.
본 발명에 의하면, 특정 방법으로 제조된 광투과성 수지 성형체를 사용함으로써, 결정성 열가소성 수지 조성물을 성형하여 이루어지는 수지 성형체의 레이저 투과성의 문제를 해소할 수 있기 때문에, 재료의 종류에 한정되지 않고 상기 레이저 투과성의 문제를 해소할 수 있다.
도 1은, 용착체의 일례를 모식적으로 나타낸 도면으로서, (a)는 사시도이고, (b)는 MM단면의 단면도이다.
도 2는, 뚜껑부를 모식적으로 나타낸 도로서, (a)는 뚜껑부의 저면도이고, (b)는 평면도이다.
도 3은, 본체부(20)를 모식적으로 나타낸 평면도이다.
도 4는, 레이저의 주사 방법을 나타낸 모식도로서, (a)는 조사 예정면(2) 전체에 레이저광을 주사하는 방법을 나타내는 도이고, (b)는 일부에 레이저광을 주사하는 방법을 나타내는 도이며, (c)는 간격을 두고 레이저광을 주사하는 방법을 나타낸 도이다.
도 5는, 뚜껑부를 제조하기 위한 금형의 캐비티의 단면을 모식적으로 나타낸 도이다.
도 6은, 본체부를 제조하기 위한 제2 금형의 캐비티의 단면을 모식적으로 나타낸 도이다.
도 7은, 실시예 1~8, 비교예 1~5에서 제작된 용착체를 모식적으로 나타낸 사시도이다.
도 8은, 실시예 9, 10, 비교예 6~12에서 제작된 용착체를 모식적으로 나타낸 도로서, (a)는 뚜껑인 광투과성 수지 성형체를 모식적으로 나타낸 저면도이고, (b)는 뚜껑인 광투과성 수지 성형체를 모식적으로 나타낸 측면도이며, (c)는 본체인 광흡수성 수지 성형체를 모식적으로 나타낸 평면도이고, (d)는 본체인 광흡수성 수지 성형체를 모식적으로 나타낸 측면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다. 발명은 이하의 실시형태로 한정되지 않는다.
<용착체의 제조방법>
본 발명의 용착체의 제조방법은, 레이저광을 흡수하는 광흡수성 수지 성형체와, 레이저광을 투과 시키는 광투과성 수지 성형체를 용착시킨 용착체의 제조방법이다.
본 발명의 특징의 하나는, 광투과측 수지 성형체를 특정 제조방법으로 제조한다는 점에 있다. 또한, 본 발명의 특징의 하나는 광흡수측 수지 성형체를 특정 제조방법으로 제조하는 것이 바람직하다는 점에 있다. 그리고, 본 발명에서, 용착체의 형상이나 용착체의 제조 조건에 대해서는 특별히 한정되지 않는다. 이하, 구체적인 용착체를 예로 들어 일반적인 용착체의 제조방법을 설명한 후, 상기 구체적인 용착체에 사용되는 광투과측 수지 성형체, 광흡수측 수지 성형체를 예로 들어, 이러한 제조방법에 대하여 설명한다.
도 1에 나타낸 용착체를 제조하는 경우를 예로 들어, 본 발명의 용착체의 제조방법을 설명한다. 도 1(a)는 용착체를 모식적으로 나타낸 사시도이고, (b)는 용착체의 MM단면을 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서 설명에 사용하는 용착체는 용기(1)로서, 뚜껑부(10)와 본체부(20)를 가진다. 뚜껑부(10)는, 광투과성 수지 성형체에 상응하는 부재이다. 또한, 본체부(20)는 광흡수성 수지 성형체에 상응하는 부재이다. 본 실시형태에서는, 원반 형상의 뚜껑부(10) 저면의 외주(外周) 부분과 본체부(20)가 가지는 오목부의 개구 가장자리가 용착됨으로써 용기(1)가 형성된다.
도 2는 뚜껑부(10)를 모식적으로 나타낸 도로서, (a)는 뚜껑부(10)의 저면도를 나타내고, (b)는 뚜껑부(10)의 평면도를 나타낸다. 뚜껑부(10)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 투과측 용착 예정면(101)과 조사 예정면(102)을 가진다.
투과측 용착 예정면(101)은, 용착시에, 본체부(20)의 오목부의 개구 가장자리와 접촉하는 부위를 가리킨다. 본 실시형태에서의 투과측 용착 예정면(101)은, 도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 원반 형상의 뚜껑부(10)의 저면측에 존재하는 원형 고리 형상의 면이다(도 2(a)에서 점 모양으로 나타낸다).
조사 예정면(102)은, 투과측 용착 예정면(101)의 이면에 존재하고, 레이저광이 조사될 가능성이 있는 부위를 가리킨다. 본 실시형태에서의 조사 예정면(102)은, 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 원반 형상의 뚜껑부의 표면측에 존재하는 원형 고리 형상의 면이다(도 2(b) 중에 흰 점 모양으로 나타낸다).
도 3은, 본체부(20)를 모식적으로 나타낸 평면도이다. 본체부(20)는 오목부의 개구 가장자리에 흡수측 용착 예정면(201)을 가진다.
흡수측 용착 예정면(201)은, 용착시에 투과측 용착 예정면(101)과 접촉하는 부위이다. 본 실시형태에서의 흡수측 용착 예정면(201)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 본체부(20)의 개구 가장자리에 형성되는 원형 고리 형상의 면이다.
이어서, 상기 뚜껑부(10)와 상기 본체부(20)를 용착시켜 용기(1)를 제조하는 방법을 설명한다. 용착방법으로는 일반적인 레이저 용착법을 채용할 수 있다. 일반적인 레이저 용착법은, 예를 들면 용착 준비공정과 용착공정을 포함한다.
용착 준비공정이란, 뚜껑부(10)의 용착 예정면인 투과측 용착 예정면(101)과 본체부(20)의 용착 예정면인 흡수측 용착 예정면(201)을 서로 겹치는 공정이다.
용착공정에서는, 뚜껑부(10)의 조사 예정면(102)에 레이저광을 주사 한다. 주사된 레이저광은, 먼저 조사 예정면(102)를 투과하고, 뚜껑부(10)를 투과하여, 겹쳐진면(투과측 용착 예정면(101)과 흡수측 용착 예정면(201)이 서로 겹쳐짐으로써 형성되는 면)에 도달한다. 겹쳐진면에 도달한 레이저광은, 본체부(20)(광흡수성 수지 성형체)에 흡수되어 발열한다. 이러한 열이, 투과측 용착 예정면(101)과 흡수측 용착 예정면(201)을 용융시키는 결과, 뚜껑부(10)와 본체부(20)는 용착된다.
상기 레이저 용착시에 이용되는 레이저광원으로서는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 색소 레이저, 기체 레이저(엑시머 레이져, 아르곤 레이저, 크립톤 레이저, 헬륨-네온 레이저 등), 고체 레이저(YAG 레이저 등), 반도체 레이저 등을 이용할 수 있다. 레이저광으로는, 통상 펄스 레이저가 이용된다. 사용되는 레이저 용착 장치에는, 필요에 따라 렌즈계를 이용하여, 성형체의 용착계면에 레이저광을 집광시켜 접촉계면을 융착시킬 수 있다. 본 발명에서는, 시판되고 있는 각종 레이저 용착 장치의 어느 것이든 사용할 수 있다.
여기서, 레이저광의 주사에 대하여, 도 4를 이용하여 설명한다. 도 4에는 뚜껑부(10)의 평면도가 모식적으로 나타나 있다. 도 4에 나타낸 뚜껑부(10)의 외주와 뚜껑부(10)내에 나타낸 점선(원형)으로 둘러싸인 원형 고리 형상의 면이 조사 예정면(102)이다. 또한, 도 4에서 검게 칠해진 부분이, 레이저광을 주사한 부분이다.
도 4(a)에 나타낸 바와 같이, 조사 예정면(102) 전체에, 레이저광을 주사할 수도 있고, 도 4(b)에 나타낸 바와 같이, 일부에 레이저광을 주사할 수도 있다. 또한, 밀봉할 필요가 없는 등의 경우에는, 고리 형상으로 레이저광을 주사하지 않아도 되며, 예를 들면, 도 4(c)에 나타낸 바와 같이, 간격을 두고 레이저광을 조사할 수도 있다.
[광투과성 수지 성형체]
광투과성 수지 성형체는, 레이저 용착할 때에 레이저광을 투과 시키는 부재이다. 본 발명에서 광투과성 수지 성형체는, 결정성 열가소성 수지 조성물로 구성된다.
통상, 결정성 열가소성 수지 조성물을 원료로 하는 경우, 광투과성 수지 성형체내에서 결정성 수지는 결정화된다. 수지의 종류에 따라 정도의 차이는 있으나, 이와 같이 결정화된 상태는, 레이저광을 투과시키기 어렵게 한다. 본 발명은, 광투과성 수지 성형체에서의, 레이저광이 투과하는 부분의 결정화도를 낮게 억제함으로써, 광투과성 수지 성형체내에 레이저광을 투과 시키기 쉽게 하는 기술로서, 본 발명은, 어떠한 결정성 열가소성 수지를 이용하는 경우라도 실시할 수 있다.
예를 들면, 폴리페닐렌 설파이드 수지 등의 폴리아릴렌 설파이드 수지는, 수지 성형체로 만들었을 때, 레이저 투과성이 매우 낮아진다. 이러한, 레이저 투과성의 문제가 현저하게 나타나기 쉬운 결정성 열가소성 수지를 사용하는 경우라 하더라도, 본 발명에 따르면 레이저 투과성이 낮음으로 인한 문제를 해소할 수 있다.
결정성 열가소성 수지 조성물은, 본 발명의 효과를 크게 저해하지 않는 범위에서, 기타 수지나, 종래 공지의 각종 무기유기 충전제, 난연제, 자외선 흡수제, 열안정제, 광안정제, 착색제, 이형제, 가소제 등의 첨가제를 함유할 수 있다. 또한, 결정성 열가소성 수지 조성물은, 미량의 불순물 밖에 포함하지 않는 등, 실질적으로 결정성 수지로 이루어진 것일 수 있다.
이어서, 광투과성 수지 성형체의 제조방법에 대하여 설명한다. 본 발명은 특정 방법으로 광투과성 수지 성형체를 제조하기 때문에, 상기 레이저 투과성의 문제를 해소할 수 있다. 뚜껑부(10)를 제조하는 경우를 예를 들어 설명한다.
뚜껑부(10)(광투과성 수지 성형체)는, 캐비티 표면의 일부에 단열층이 형성된 금형을 이용하여, 금형 온도가 광투과성 수지 성형체를 구성하는 수지의 냉결정화 온도(Tc1)-10℃ 이하의 조건에서 제조된다. 여기서 캐비티란, 금형 내부에서의 수지가 충전되는 공간 전체를 가리킨다.
단열층은, 상기한 바와 같이, 캐비티 표면의 일부에 형성되어 있다. 구체적으로는, 캐비티 표면에서의 상기 투과측 용착 예정면(101)과 접하는 부분 및 조사 예정면(102)과 접하는 부분 이외의 거의 전체면에 형성되어 있다. 예를 들면, 도 5에 나타낸 바와 같이 단열층이 형성된다. 도 5에는 뚜껑부(10)를 제조하기 위한 금형(3)의 캐비티의 단면이 모식적으로 나타나 있다. 금형(3)은, 뚜껑(10)의 형상을 형성하기 위한 캐비티(4)와, 금형(3)의 캐비티 표면의 일부에 형성된 단열층(5)을 구비한다. 본 실시형태에서는 캐비티(4)의 표면이, 단열층(5)의 표면과 상기 금형(3)의 단열층(5)이 형성되지 않은 금속면으로 구성된다. 도 5에서 단열층(5)은, 상기 투과측 용착 예정면(101) 및 조사 예정면(102)과 접하는 부분 및 상기 투과측 용착 예정면(101)과 상기 조사 예정면(102)을 연결하는 측면 이외의 전체면에 형성되어 있다. 그리고, 금형(3)의 캐비티 표면에서의, 투과측 용착 예정면(101) 및 조사 예정면(102) 그리고 상기 투과측 용착 예정면(101)과 상기 조사 예정면(102)을 연결하는 측면과 접하는 부분의 전체면에 단열층(5)이 형성되어 있지 않다. 거의 전체면은 전체면을 포함한다.
단열층(5)으로서는, 열전도율이 낮고, 고온의 수지 조성물이 접하더라도 불량을 일으키지 않는 정도의 내열성을 가지는 것이면 되며, 단열층(5)을 구성하는 재료는 특별히 한정되지 않는다.
단열층(5)에 요구되는 내열성 및 열전도율을 만족시키는 재료로서는, 폴리이미드 수지 등의 내열성이 높고 열전도율이 낮은 수지, 다공질 지르코니아 등의 다공질 세라믹을 들 수 있다. 이하, 이들 재료에 대하여 설명한다.
폴리이미드 수지의 구체적인 예로는, 피로멜릭산(PMDA)계 폴리이미드, 비페닐테트라카르본산계 폴리이미드, 트리멜릭산을 이용한 폴리아미드이미드, 비스말레이미드계 수지(비스말레이미드/트리아진계 등), 벤조페논테트라카르본산계 폴리이미드, 아세틸렌 말단 폴리이미드, 열가소성 폴리이미드 등을 들 수 있다. 폴리이미드 수지로 구성되는 단열층(5)인 것이 특히 바람직하다. 폴리이미드 수지 이외의 바람직한 재료로서는, 예를 들면, 테트라플루오로에틸렌 수지 등을 들 수 있다. 또한, 단열층(5)은, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 폴리이미드 수지, 테트라플루오로에틸렌 수지 이외의 수지, 첨가제 등을 포함할 수 있다.
금형(3)의 캐비티 표면에 단열층(5)을 형성하는 방법은, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 이하의 방법으로 단열층(5)을 금형(3)의 캐비티 표면에 형성하는 것이 바람직하다.
고분자 단열층을 형성할 수 있는 폴리이미드 전구체 등의 폴리머 전구체의 용액을, 금형(3)의 원하는 금속면에 도포하고, 가열하여 용매를 증발시키고, 더 가열하여 폴리머화함으로써 폴리이미드막 등의 단열층(5)을 형성하는 방법, 내열성 고분자의 모노머, 예를 들면 피로멜릭산 무수물과 4, 4-디아미노디페닐에테르를 증착 중합시키는 방법, 또는, 평면 형상의 금형에 관해서는, 적절한 접착 방법 또는 점착 테이프 형태의 고분자 단열 필름을 이용하여 금형(3)의 금속면의 원하는 부분에 고분자 단열 필름을 붙여 단열층(5)을 형성하는 방법을 들 수 있다. 또한, 폴리이미드막을 형성시키고, 그 표면에 금속계 경막으로서의 크롬(Cr)막이나 질화 티탄(TiN)막을 더 형성시킬 수도 있다.
상기 수지로 구성되는 단열층(5)에 요구되는 열전도율은, 용도 등에 따라서 다르나, 2W/mㆍK 이하인 것이 특히 바람직하다. 단열층(5)의 열전도율을 상기 범위로 조정함으로써, 수지 성형체의 단열층(5)과 접촉하는 부분에서 결정화도가 더욱 높아지기 쉬워진다. 상기 열전도율은 실시예에 기재된 방법으로 측정한 열전도율을 가리킨다.
단열층(5)의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 사용하는 재료, 성형품의 형상 등에 의해 적절하게 바람직한 두께로 설정할 수 있다. 단열층(5)이 폴리이미드 수지로 구성되는 경우, 단열층의 두께가 20μm 이상이면, 충분히 높은 단열 효과를 얻을 수 있으므로 바람직하다. 상기 금형(3)의 캐비티 표면에 형성되는 단열층(5)의 두께는 균일할 수 있고, 두께가 다른 개소를 포함할 수도 있다.
다공질 지르코니아에 포함되는 지르코니아로서는, 특별히 한정되지 않고, 안정화 지르코니아, 부분 안정화 지르코니아, 미안정화 지르코니아의 어느 것이든 사용할 수 있다. 안정화 지르코니아란, 입방정(立方晶) 지르코니아가 실온에서도 안정화 되어 있는 것으로, 강도 및 인성(靭性) 등의 기계적 특성이나 내마모성이 우수하다. 또한, 부분 안정화 지르코니아란, 정방정(正方晶) 지르코니아가 실온에서도 일부 잔존하는 상태를 가리키며, 외부 응력을 받으면 정방정에서 단사정(單斜晶)으로 마텐자이트 변태가 일어나, 특히 인장 응력의 작용에 의해 진전되는 균열의 성장을 억제하고 높은 파괴 인성을 가진다. 또한, 미안정화 지르코니아란 안정화제로 안정화 되지 않은 지르코니아를 가리킨다. 안정화 지르코니아, 부분 안정화 지르코니아, 및 미안정화 지르코니아로부터 선택되는 적어도 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.
안정화 지르코니아, 부분 안정화 지르코니아에 포함되는 안정화제로서는, 종래 공지의 일반적인 것을 채용할 수 있다. 예를 들면, 이트리아, 세리아, 마그네시아 등을 들 수 있다. 안정화제의 사용량도 특별히 한정되지 않으며, 그 사용량은, 용도, 사용 재료 등에 따라서 적절하게 설정할 수 있다.
다공질 지르코니아 이외의 다공질 세라믹도 사용할 수 있으나, 다공질 지르코니아가 기타 다공질 세라믹과 비교해 내구성이 높다. 이 때문에, 다공질 지르코니아로 구성되는 단열층(5)을 형성한 금형(3)을 이용하면, 단열층(5)의 변형 등의 불량이 쉽게 발생되지 않으므로, 연속해 성형할 수 있는 성형체의 수가 많아 성형체의 생산성이 매우 높아진다.
단열층(5)을 형성하기 위한 원료는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 상기의 지르코니아, 안정화제 이외에 종래 공지의 첨가제 등을 더 포함할 수 있다.
상기 원료를 이용하여 단열층(5)을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않으나, 용사법을 채용하는 것이 바람직하다. 용사법을 채용함으로써, 다공질 지르코니아의 열전도율을 원하는 범위로 쉽게 조정할 수 있게 된다. 또한, 다공질 지르코니아의 내부에 기포가 지나치게 형성됨으로써 단열층(5)의 기계적 강도가 대폭 저하되는 등의 문제도 발생되지 않는다. 이와 같이 용사에 의해 단열층을 형성함으로써, 단열층(5)의 구조는 본 발명의 용도에 적합한 것이 된다.
용사에 의한 단열층(5)의 형성은, 예를 들면 다음과 같이 실시할 수 있다. 먼저, 원료를 용융시켜 액체로 만든다. 이 액체를 가속시켜 금형(3)의 원하는 금속면에 충돌시킨다. 마지막으로, 금형(3)의 원하는 금속면에 충돌하여 부착된 원료를 고화시킨다. 이와 같이 함으로써, 매우 얇은 단열층(5)이 금형(3)의 원하는 금속면에 형성된다. 이러한 매우 얇은 단열층(5) 위에 용융시킨 원료를 더욱 충돌시켜 고화시킴으로써, 단열층(5)의 두께를 조정할 수 있다. 원료를 고화시키는 방법은, 종래 공지의 냉각 수단을 이용할 수도 있고, 단지 방치함으로써 고화시킬 수도 있다. 용사 방법은 특별히 한정되지 않으며, 아크 용사, 플라즈마 용사, 프레임 용사 등의 종래 공지의 방법에서 바람직한 방법을 적당히 선택할 수 있다.
다공질 세라믹으로 구성되는 단열층(5)의 열전도율은, 성형품의 용도 등에 따라서 적절하게 조정 가능하다. 본 발명에서는, 2W/mㆍK 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.3W/mㆍK 이상 2W/mㆍK 이하이다. 열전도율이 0.3W/mㆍK 이상이면, 단열층(5)내의 기포가 지나치게 많아짐으로 인한 단열층(5)의 강도 저하에 의해 사출 성형품의 생산성이 크게 저하되는 일이 거의 없기 때문에 바람직하다. 특히, 단열층(5)의 열전도율이 0.7W/mK 이상이면, 단열층(5)내의 기포가 지나치게 많아짐으로 인한 단열층(5)의 강도 저하를 매우 작은 범위로 억제할 수 있는 경향이 있기 때문에 바람직하다. 여기서, 상기 열전도율은 실시예에 기재된 방법으로 얻은 값을 채용한다. 또한, 단열층이 다층 구조인 경우에는, 단열층의 열전도율(λ)은 밀도가 낮은 층과 높은 층의 각각의 열전도율을 구하고, 밀도가 낮은 층의 열전도율을 λl, 밀도가 높은 층의 열전도율을 λh, 단열층 전체 두께에 대한 밀도가 낮은 층의 두께 비율을 t라고 한 경우,
[1/λ]=[t/λl]+[(1-t)/λh]의 식을 이용하여 계산에 의해 구할 수 있다.
단열층(5)이 다공질 지르코니아로 구성되는 경우의, 단열층(5)의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 200μm 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 500μm 이상 1000μm 이하이다. 500μm 이상이면, 지르코니아 단열층의 강도가 높아진다는 이유에서 바람직하다. 또한, 단열층(5)의 두께가 1000μm 이하이면, 성형 사이클이 길어지지 않는다는 이유에서 바람직하다.
계속하여, 도 5에 나타낸 금형(3)을 이용하는 경우를 예로 들어, 뚜껑부(10)의 제조방법을 구체적으로 설명한다. 금형(3)에 용융 상태의 결정성 열가소성 수지 조성물을 사출한다. 캐비티(4)의 표면에는 사출된 결정성 열가소성 수지 조성물이 접촉한다.
단열층(5)의 표면과 접촉하는 결정성 열가소성 수지 조성물은, 단열 효과에 의해, 용융 상태의 결정성 열가소성 수지 조성물이 가지는 열이 금형(3) 밖으로 배출 되기 어려워진다. 그 결과, 충분히 결정화되면서 결정성 열가소성 수지 조성물이 굳어진다.
한편, 금형(3)에 단열층이 형성되지 않은 금속면과 접촉하는 용융 상태의 결정성 열가소성 수지 조성물이 가지는 열은, 금형(3)을 통하여 신속하게 금형 밖으로 배출된다. 그 결과, 금형(3)에 단열층이 형성되지 않은 금속면과 접촉하는 결정성 열가소성 수지 조성물은 급냉되기 때문에, 결정화가 진행되지 않은 채 고화된다.
상기와 같이 결정 열가소성 수지의 결정화도가 높은 부분과 낮은 부분으로 나누어 지기 위해서는, 금형 온도를 결정성 열가소성 수지의 냉결정화 온도(Tc1)-10℃ 이하로 조정할 필요가 있다. 보다 바람직하게는, (Tc1)-80℃ 이상 (Tc1)-20℃ 이하이다. 여기서, 결정성 열가소성 수지 조성물에 2 종류 이상의 결정성 수지가 포함되는 경우에는, 주성분인 결정성 열가소성 수지에 주목하여 금형 온도의 조건을 결정한다.
상기한 바와 같이, 레이저광의 광로가 되는 투과측 용착 예정면(101)의 근방 및 조사 예정면(102)의 근방에 존재하는 결정성 수지의 결정화도가 낮아진다. 그 결과, 레이저광이 뚜껑부(10)를 투과하기 쉬워진다. 레이저광이 투과되기 쉬워짐으로써, 레이저광의 에너지를 낮게 해도 뚜껑부(10)와 본체부(20)를 용착시킬 수 있다. 또한, 레이저광이 뚜껑부(10)을 투과하기 쉬워지므로, 뚜껑부(10)의 두께(레이저광 투과 방향의 두께)를 두껍게 해도 용착이 가능해 진다.
또한, 투과측 용착 예정면(101)에서도 결정화도가 낮은 상태에 있기 때문에, 레이저광에 의해 발생되는 열로 용융되기 쉽다. 그 결과, 광투과성 수지 성형체(본 실시형태에서는 뚜껑(10))와 광흡수성 수지 성형체(본 실시형태에서는 본체부(20))의 밀착 강도가 보다 강해진다.
또한, 레이저광의 광로가 아닌 부분에서는, 단열층의 효과에 의해, 결정성 열가소성 수지의 결정화가 충분히 진행된다. 그 결과, 수득된 수지 성형체인 뚜껑부(10)가 고온 환경하 등에 노출되더라도, 결정성 열가소성 수지의 결정화에 기인하는 치수 변화가 작다.
상기 실시형태에서는, 용착부가 1개소인 경우에 대하여 설명하였으나, 용착 되는 부분이 복수일 수 있다. 이 경우, 광투과성 수지 성형체를 제조하기 위한 금형의 캐비티 표면에서의, 레이저광이 조사될 예정인 조사 예정면의 전체 영역과 투과측 용착 예정면의 전체 영역을 맞댄 영역과 접하는 부분 이외의 거의 전체면에 단열층이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
[광흡수성 수지 성형체]
광흡수성 수지 성형체, 즉, 레이저 용착의 상대 재료인 수지 성형체를 구성하는 수지로서는, 특별히 제한되지 않으며, 다양한 열가소성 수지, 예를 들면, 올레핀계 수지, 비닐계 수지, 스티렌계 수지, 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리설폰계 수지, 폴리페닐렌 옥시드계 수지, 폴리에테르설폰계 수지, 폴리에테르이미드계 수지, 폴리에테르케톤계 수지, 내열 환상 올레핀계 수지, 각종 액정성 폴리머 등을 들 수 있다. 이들 수지 중에서, 광투과성 수지 성형체를 구성하는 수지와 동일 종류 또는 동일 계통의 수지, 또는 그 조성물로 상대 재료인 광흡수성 수지 성형체를 구성하는 것이 바람직하다.
상기의 광흡수성 수지 성형체를 구성하는 수지 조성물은, 레이저광을 흡수하는 흡수제 또는 착색제(염료 또는 안료)를 포함할 수 있다. 착색제는 레이저광의 파장에 따라서 선택할 수 있으며, 무기 안료카본 블랙(예를 들면, 아세틸렌 블랙, 램프 블랙, 서멀 블랙, 퍼네스 블랙, 채널 블랙, 케천 블랙 등) 등의 흑색 안료, 산화철적 등의 적색 안료, 모리브덴 오렌지 등의 등색 안료, 산화 티탄 등의 백색 안료 등, 유기안료황색 안료, 등색 안료, 적색 안료, 청색 안료, 녹색 안료 등, 및 각종 염료 등을 들 수 있다. 이들 레이저광의 흡수제는 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 광흡수성 수지 성형체 중의 착색제의 함유량은, 전체에 대하여 0.1~10중량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5~5중량%(예를 들면, 0.5~3중량%) 정도이다.
광흡수성 수지 성형체를 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 사출 성형, 압출 성형, 압축 성형, 취입 성형, 사출 압축 성형, 트랜스퍼 성형, 진공 성형 등의 일반적인 방법을 채용할 수 있다. 여기서, 본 발명에서 광흡수성 수지 성형체는, 원료로서 결정성 열가소성 수지 조성물을 이용하고, 단열층이 형성된 금형을 이용하여 사출 성형법으로 제조되는 것이 바람직하다. 이하, 본체부(20)를 사출 성형법으로 제조하는 경우를 예로 들어 광흡수성 수지 성형체의 제조방법을 설명한다.
도 6은, 본체부(20)를 제조하기 위해 적합한 제2 금형의 캐비티의 단면을 모식적으로 나타낸 도이다. 제2 금형(6)은, 제2 캐비티(7)와 제2 금형(6)의 캐비티 표면에 형성되는 제2 단열층(8)을 구비한다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 제2 캐비티(7)의 표면은, 제2 단열층(8)의 표면과 제2 금형(6)의 제2 단열층(8)이 형성되지 않은 금속면으로 구성된다.
제2 단열층(8)은, 제2 금형(6)의 캐비티 표면에서의, 흡수측 용착 예정면(201)과 접하는 부분의 일부를 제외하고, 캐비티 표면의 거의 전체면에 형성된다. 제2 단열층(8)에 대해서는 단열층(5)과 동일한 재료를 사용하여, 동일한 방법으로 형성 가능하므로, 재료나 형성 방법의 설명에 대해서는 생략한다. 여기서 거의 전체면은 전체면을 포함한다.
광투과성 수지 성형체의 일례인 뚜껑부(10)의 제조방법의 설명에서와 마찬가지로, 광흡수성 수지 성형체의 일례인 본체부(20)는, 제2 단열층(8)과 접하는 부분에서는 결정성 열가소성 수지의 결정화도가 높아지고, 제2 단열층(8)과 접하지 않는 부분에서는 결정성 열가소성 수지의 결정화도가 낮게 억제된다. 뚜껑부(10)의 제조방법에서 설명한 바와 같이, 본체부(20)의 제조에서도 금형 온도를 결정성 열가소성 수지의 냉결정화 온도(Tc1)-10℃ 이하로 조정할 필요가 있다.
용착시키는 부분에서 결정성 열가소성 수지의 결정화도가 낮게 억제되기 때문에, 레이저광을 흡수함으로써 발생된 열에 의해 용융되기 쉽고, 뚜껑부(10)와 본체부(20)의 용착이 보다 견고하게 된다.
또한, 도 6에 나타낸 바와 같이, 제2 금형(6)의 캐비티 표면의 대부분에 제2 단열층이 형성되어 있으므로, 성형 후에 본체부(20)가 고온 환경하에 노출되더라도, 결정성 열가소성 수지의 결정화에 의한 치수 변화가 작다. 본 실시형태에서, 제2 금형(6)의 캐비티 표면의 대부분에 단열층이 형성되는 것은, 상기한 바와 같이, 본체부(20)의 치수 변화를 막기 위해서이고, 이러한 효과를 나타내는 범위에서, 캐비티 표면에서의 단열층을 형성시키는 면적을 결정하면 된다.
상기와 같이, 제2 단열층(8)이 형성된 제2 금형(6)을 이용하여 본체부(20)를 제조하는 경우를 설명하였으나, 본체부(20)는 단열층이 형성되지 않은 금형을 이용하여 제조할 수도 있다. 이 경우, 결정성 열가소성 수지의 결정화도를 충분히 높이려는 목적으로, 금형 온도의 조건을 Tc1+15℃ 정도로 설정하는 것이 일반적이다. 여기서, 충분한 결정화도란 단열층이 형성되지 않은 금형을 이용하여, 금형 온도의 조건을 Tc1+15℃로 설정해서 결정성 열가소성 수지 조성물을 성형한 경우의, 결정성 열가소성 수지의 결정화도를 가리킨다.
[실시예]
이하에, 실시예에 근거하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명이 이러한 실시예에 의해서 한정되는 것은 아니다.
<재료>
광투과성 수지 성형체를 구성하는 재료 폴리페닐렌설파이드 수지(폴리플라스틱스사 제품, 『포트론(등록상표) 1140 A64(내츄럴, 색번 HF2000)』, 냉결정화 온도(Tc1)가 125℃)
광흡수성 수지 성형체를 구성하는 재료 폴리페닐렌설파이드 수지(폴리플라스틱스사 제품, 『포트론(등록상표) 1140 A64(흑, 색번HD9100)』, 냉결정화 온도(Tc1)가 125℃)
단열층 형성용 재료 폴리이미드(열전도율 0.22(W/mㆍK))
(열전도율의 측정)
단열층의 열전도율은 레이저 플래시법으로 열확산율, DSC로 비열, 수중 치환법(JIS Z8807 고체 비중 측정방법에 준거)으로 비중을 측정하고, [열전도율]=[열확산율×비열×비중]에 의해 산출하였다.
<실시예 1~8, 비교예 1~5>
광투과성 수지 성형체의 치수는, 길이 131mm×폭 12.7mm×두께 0.8mm 및, 길이 131mm×폭 12.7mm×두께 1.6mm의 2종류이다(전자는 실시예 1~4, 비교예 1~3에서 사용, 후자는 실시예 5~8, 비교예 4 및 5에서 사용). 각각의 치수의 캐비티를 가지는 금형을 준비하였다. 또한, 각각의 금형에 대하여, 단열층을 구비하는 금형과 단열층을 구비하지 않은 금형을 준비하였다. 단열층을 구비한 금형에 대해서는, 레이저 용착시에, 광흡수성 수지 성형체와 접촉하는 부분에 접하는 부분에는 단열층을 형성하지 않고, 그 외의 부분에는 단열층을 형성하였다. 또한, 단열층의 두께는 200μm로 하였다. 이와 같은 금형을 이용하여, 실시예 및 비교예에 필요한 광투과성 수지 성형체를 제조하였다. 광투과성 수지 성형체를 제조할 때의 금형 온도의 조건에 대해서는, 표 1~표 3에 나타내었다.
광흡수성 수지 성형체의 치수는, 길이 131mm×폭 12.7mm×두께 1.6mm이다. 이러한 치수의 캐비티를 가지는 금형에 대하여, 단열층을 구비하는 금형과 단열층을 구비하지 않은 금형을 준비하였다. 단열층을 구비하는 금형에 대해서는, 레이저 용착시에, 광투과성 수지 성형체와 접촉하는 부분에 접하는 부분에는 단열층을 형성하지 않고, 그 외의 부분에는 단열층을 형성하였다. 또한, 단열층의 두께는 200μm로 하였다. 이러한 금형을 이용하여, 실시예 및 비교예에 필요한 광투과성 수지 성형체를 제조하였다. 광흡수성 수지 성형체를 제조할 때의 금형 온도의 조건에 대해서는, 표 1~표 3에 나타내었다.
표 1~표 3에 나타낸 광투과성 수지 성형체와 광흡수성 수지 성형체를 조합하여, 이하의 방법으로 용착체를 제조하였다.
(용착 방법)
도 7에 나타낸 바와 같이, 광투과성 수지 성형체와 광흡수성 수지 성형체를 서로 겹치고(광투과성 수지 성형체를 위쪽, 광흡수성 수지 성형체를 아래쪽), 도 7에서 검게 칠해진 부분에, 파장 940nm레이저를 주사 속도 5mm/초로 조사하여 용착시켰다. 조사지름은 Φ1.0mm로 하였다. 또한, 용착시의 레이저의 출력에 대하여, 표 1의 실시예 및 비교예에서는 8.1W, 표 2의 비교예에서는 11.1W, 표 3의 실시예 및 비교예에서는 21W이다.
용착강도는, 인장 시험기(오리엔텍사 제품, RTC-1325)를 이용하여, 레이저 용착시킨 광투과성 수지 성형체와 광흡수성 수지 성형체를 5mm/분으로 인장 전단하여 용착강도를 측정하였다. 측정 결과를 표 1~표 3에 나타내었다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
실시예 1 및 2에서의 광투과성 수지 성형체는, 단열층이 형성된 금형으로 제조되므로, 결정화도가 낮은 영역과 결정화도가 높은 영역으로 나뉘어진다. 비교예 1에서의 광투과성 수지 성형체는, 단열층이 형성되지 않은 금형으로 제조되는데, 금형 온도가 높은 조건에서 제조되므로, 전체적으로 결정성 열가소성 수지의 결정화도가 높다. 실시예 1 및 2와 비교예 1의 결과로부터, 광투과성 수지 성형체에서의 레이저가 투과하는 부분을 결정화도가 낮게 함으로써, 용착강도를 높일 수 있음이 확인되었다.
실시예 3 및 4에서 사용된 광투과성 수지 성형체는, 실시예 1에서 사용된 것과 동일하고, 비교예 2에서 사용된 광투과성 수지 성형체는 비교예 1에서 사용된 것과 동일하다. 한편, 실시예 3 및 4와 비교예 2에서 사용된 광흡수성 수지 성형체는, 단열층이 형성된 금형을 이용하여 금형 온도가 80℃인 조건에서 제조된 것이다. 실시예 3 및 4와 실시예 1 및 2의 비교로부터, 광흡수성 수지 성형체도 흡수측 용착 예정 단면 부근의 결정화도를 낮게 억제함으로써, 접합 강도를 더욱 높일 수 있음이 확인되었다.
표 2의 비교예 3으로부터, 비교예 1에서의 용착 강도를 충분히 높이기 위해서는, 레이저의 출력을 높일 필요가 있음이 확인되었다. 비교예 3의 용착체를 육안으로 확인하면, 레이저의 출력을 11.1W보다 강하게 한 경우에는, 광흡수성 수지 성형체에 눌음이 생기는 것이 확인되었다. 이 결과는, 레이저 출력의 상한으로 충분한 강도로 용착되어 있다고 간주할 수 있는 용착강도의 범위의 하한인 200N 정도에 달하기 때문에, 레이저가 투과하는 부분의 두께가 더 두꺼워지면, 충분한 강도로 용착시킬 수 없음을 의미한다.
표 3은 두께가 두꺼운 경우(광로가 긴 경우)의 실시예 및 비교예이다. 두께를 크게 해도 표 1과 마찬가지로, 광투과성 수지 성형체에서의 레이저가 투과하는 부분을 결정화도가 낮게 함으로써, 용착 강도를 높일 수 있음이 확인되었다. 또한, 광흡수성 수지 성형체도 흡수측 용착 예정 단면 부근의 결정화도를 낮게 억제함으로써, 접합 강도를 더욱 높일 수 있음이 확인되었다.
<실시예 9, 10, 비교예 6~12>
도 8(a), (b)에 나타낸 형상을 가지는 광투과성 수지 성형체(뚜껑)와, 도 8(c), (d)에 나타낸 형상을 가지는 광흡수성 수지 성형체(본체)를 구비하는 용기를 제조하였다.
도 8(a)에 나타낸 것은 뚜껑인 광투과성 수지 성형체를 모식적으로 나타낸 저면도이다. (b)는 뚜껑인 광투과성 수지 성형체를 모식적으로 나타낸 측면도이다. 도 8(a)에 나타낸 폭 5mm의 가장자리면이 투과측 용착 예정면이다. 실시예에서 사용한 뚜껑에 대해서는, 캐비티 표면에서의 상기 투과측 용착 예정면과 접하는 부분 이외에 단열층이 형성된 금형을 이용하였다. 비교예에 사용한 뚜껑에 대해서는, 단열층이 형성되지 않은 금형을 이용하였다. 각 실시예, 각 비교예에 이용된 뚜껑을 제조할 때의 구체적인 금형 온도에 대해서는 표 4에 나타내었다.
도 8(c)에 나타낸 것은 본체인 광흡수성 수지 성형체를 모식적으로 나타낸 평면도이다. (d)는 본체인 광흡수성 수지 성형체를 모식적으로 나타낸 측면도이다. 도 8(c)에 나타낸 폭 5mm의 개구 가장자리면이 흡수측 용착 예정면이다. 표 4에 나타낸 바와 같이, 실시예 및 비교예에서는, 캐비티 표면에서의 상기 흡수측 용착 예정면과 접하는 부분 이외에 단열층이 형성된 금형, 단열층이 형성되지 않은 금형의 어느 하나를 이용하였다. 각 실시예, 각 비교예에 이용한 본체를 제조할 때의 구체적인 금형 온도는 표 4에 나타내었다.
도 8(a)에 나타낸 투과측 용착 예정면과 도 8(c)에 나타낸 흡수측 용착 예정면을 서로 겹치고, 겹쳐진 부분에 파장 940nm레이저를 주사 속도 5mm/초로 조사하여 용착하였다. 조사 지름은 1.0mm로 하였다. 또한, 용착시의 레이저의 출력은, 10.1W였다.
표 4에 기재된 조건에서 제조된 실시예의 용착체 및 비교예의 용착체에 대하여, 어닐링 처리(140℃×1시간)를 실시하였다. 어닐링 처리 후의 용착체를 육안으로 확인하고, 크랙 발생의 유무, 용착면 박리의 유무를 확인하였다. 표 4에 기재된 평가에서, 『크랙 없음』의 평가, 『크랙 있음』의 평가에서는, 용착면 박리는 발생되지 않았다.
Figure pct00004
표 4로부터, 본 발명의 제조방법에서 얻은 용착체를 구성하는 수지 성형체는, 단열층이 형성된 금형을 이용하여 제조되었기 때문에, 수지 성형체내의 결정성 열가소성 수지의 결정화도를 충분히 높일 수 있었다. 이 때문에 용착체에 대해서 어닐링 처리를 실시하더라도 수지 성형체의 치수 변화가 작고, 크랙 등이 발생되기 어렵다.
1 용기
10 뚜껑부
101 투과측 용착 예정면
102 조사 예정면
20 본체부
201 흡수측 용착 예정면
3 금형
4 캐비티
5 단열층
6 제2 금형
7 제2 캐비티
8 제2 단열층

Claims (4)

  1. 레이저광을 흡수하는 광흡수성 수지 성형체와 레이저광을 투과시키는 광투과성 수지 성형체를 용착시키는 용착체의 제조방법으로서,
    상기 광흡수성 수지 성형체의 용착 예정면인 흡수측 용착 예정면과 상기 광투과성 수지 성형체의 용착 예정면인 투과측 용착 예정면을 서로 겹치는 용착 준비공정과,
    상기 용착 준비공정 후에, 겹쳐진 부분에 상기 광투과성 수지 성형체측으로부터 레이저광을 조사하여 주사하는 용착공정, 을 구비하고,
    상기 광투과성 수지 성형체는, 캐비티 표면의 일부에 단열층이 형성된 금형을 이용하여, 금형 온도가 상기 광투과성 수지 성형체를 구성하는 수지의 냉결정화 온도(Tc1)-10℃ 이하의 조건에서 제조되고,
    상기 단열층은, 상기 캐비티 표면에서의 상기 광투과성 수지 성형체 표면의 상기 레이저광이 조사될 예정의 조사 예정면 및 상기 투과측 용착 예정면과 접하는 부분 이외의 거의 전체면에 형성되는 것을 특징으로 하는 용착체의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광흡수성 수지 성형체는, 캐비티 표면의 일부에 단열층이 형성된 금형을 이용하여 제조되고,
    상기 단열층은, 상기 캐비티 표면에서의 상기 흡수측 용착 예정면과 접하는 부분 이외의 거의 전체면에 형성되는 것을 특징으로 하는 용착체의 제조방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 광흡수성 수지 성형체 및 상기 광투과성 수지 성형체는, 폴리아릴렌 설파이드계 수지 조성물로 구성되는 것을 특징으로 하는 용착체의 제조방법.
  4. 제 1항에서 제 3항의 어느 한 항에 기재된 방법으로 제조된 용착체.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6172341B2 (ja) * 2016-01-04 2017-08-02 オムロンヘルスケア株式会社 生体情報測定装置
JP7313946B2 (ja) * 2019-07-19 2023-07-25 ニデックコンポーネンツ株式会社 電子部品とその製造方法
JP7313947B2 (ja) * 2019-07-19 2023-07-25 ニデックコンポーネンツ株式会社 電子部品とその製造方法
CN111965078B (zh) * 2020-08-18 2023-06-16 合肥工业大学 一种熔体扩散装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2621232B2 (ja) * 1987-10-02 1997-06-18 株式会社村田製作所 電子部品のケース収容方法とそれに使用するケース
JP3274886B2 (ja) * 1992-07-29 2002-04-15 ポリプラスチックス株式会社 結晶性ポリアリーレンサルファイド樹脂複合成形品及びその製造法
JP3596456B2 (ja) * 2000-10-13 2004-12-02 トヨタ自動車株式会社 樹脂成形品の製造方法
JP2005014278A (ja) * 2003-06-24 2005-01-20 Tdk Corp スタンパを保持する面に断熱層とダイヤモンド様炭素膜を施した光ディスク成形金型とそれを使用する成型方法
US20050285287A1 (en) * 2004-06-29 2005-12-29 Konica Minolta Opto, Inc. Injection mold and method for molding an optical element
JP2006205619A (ja) * 2005-01-31 2006-08-10 Toyoda Gosei Co Ltd 樹脂成形品及びその製造方法
CN101426630B (zh) * 2006-04-20 2013-12-11 住友重机械工业株式会社 树脂成形装置及树脂成形方法
JP2011056753A (ja) * 2009-09-09 2011-03-24 Polyplastics Co 射出成形品の製造方法

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