KR20150024853A - 용착 방법 및 용착체 - Google Patents

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KR20150024853A
KR20150024853A KR1020147036449A KR20147036449A KR20150024853A KR 20150024853 A KR20150024853 A KR 20150024853A KR 1020147036449 A KR1020147036449 A KR 1020147036449A KR 20147036449 A KR20147036449 A KR 20147036449A KR 20150024853 A KR20150024853 A KR 20150024853A
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resin
resin layer
container portion
layer
laser
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KR1020147036449A
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다이가 사이토
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아사히 가세이 케미칼즈 가부시키가이샤
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Abstract

제 1 수지층과 제 2 수지층을 용착하는 용착 방법으로서, 제 1 수지층과 제 2 수지층 사이에 공극이 형성된 금속층을 끼워 넣고, 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 적어도 일방에 레이저를 조사하여, 융해된 수지를 금속층에 관통시켜 제 1 수지층과 제 2 수지층을 용착한다.

Description

용착 방법 및 용착체{WELDING METHOD AND WELD}
본 발명은 제 1 수지층과 제 2 수지층을 용착하는 용착 방법 및 용착체에 관한 것이다.
종래, 오일을 여과하는 오일 스트레이너 등에 사용되는 용기로서, 수지제의 메시 부재를 1 쌍의 수지 용기에 끼워 넣은 것이 있다.
이 종래의 용기는, 오일이 유입되는 유입구가 형성된 상부 부재와, 상부 부재와 접합되어 상부 부재와의 사이에 내부 공간을 형성하고, 유입구로부터 유입된 오일이 배출되는 배출구가 형성된 하부 부재와, 상부 부재의 접합면과 하부 부재의 접합면 사이에 끼워 넣어진 메시 부재를 구비하고 있다. 이 용기는, 상부 부재 및 하부 부재의 외주부에 볼트가 삽입 통과되는 플랜지부가 형성되어 있고, 이 플랜지부를 볼트로 조임으로써, 상부 부재의 접합면과 하부 부재의 접합면 사이에 메시 부재를 끼워 넣은 상태에서, 상부 부재의 접합면과 하부 부재의 접합면을 접합하고 있다.
그러나, 종래의 용기는, 상부 부재와 하측 부재를 볼트로 조이기 위해 플랜지부를 크게 할 필요가 있기 때문에, 스페이스 절약화를 도모하기에는 한계가 있었다.
이 점, 상부 부재와 하부 부재를 진동 용착에 의해 접합하는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 진동 용착하기 위해 상부 부재 및 하부 부재를 진동시키면, 상부 부재의 접합면과 하부 부재의 접합면 사이에 끼워 넣어져 있는 메시 부재가 비틀어진다는 문제가 있다. 게다가, 상부 부재 및 하부 부재를 진동시켜 상부 부재와 하부 부재를 용착시키려고 하여도, 메시 부재에 의해 상부 부재의 접합면 및 하부 부재의 접합면이 깎일 뿐으로, 상부 부재의 접합면과 하부 부재의 접합면을 용착할 수 없다.
이 때문에, 이와 같은 상부 부재와 하부 부재 사이에 메시 부재가 끼워 넣어진 용기에 있어서, 상부 부재와 하부 부재를 용착하는 것은 매우 어려웠다.
이와 같은 문제에 대해, 특허문헌 1 에는, 상측 부재의 플랜지부와 하측 부재의 플랜지부 사이에 수지제의 필터 엘리먼트를 끼워 넣고, 레이저 용착에 의해 상측 부재의 플랜지부와 하측 부재의 플랜지부를 용착하는 기술이 기재되어 있다.
일본 공개특허공보 2006-231875호
그러나, 특허문헌 1 에 기재된 기술은, 상측 부재의 플랜지부와 하측 부재의 플랜지부 사이에 수지제의 필터 엘리먼트를 끼워 넣은 상태에서는 용착 속도가 충분하지 않기 때문에, 이 점에서 추가적인 개량의 여지가 있다.
그래서, 본 발명은 용착 속도의 향상을 도모할 수 있는 용착 방법 및 용착체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관련된 용착 방법은, 제 1 수지층과 제 2 수지층을 용착하는 용착 방법으로서, 제 1 수지층과 제 2 수지층 사이에 공극이 형성된 금속층을 끼워 넣고, 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 적어도 일방에 레이저를 조사하여, 융해된 수지를 금속층에 관통시켜 제 1 수지층과 제 2 수지층을 용착한다.
본 발명에 관련된 용착 방법에 의하면, 제 1 수지층과 제 2 수지층 사이에 공극이 형성된 금속층을 끼워 넣기 때문에, 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 적어도 일방에 레이저를 조사하면, 융해된 수지가 금속층의 공극에 들어감과 함께, 이 융해된 수지가 금속층을 관통함으로써, 제 1 수지층과 제 2 수지층이 용착된다. 이 때, 금속층은 조사된 레이저의 일부를 흡수함으로써 줄열이 발생한다. 이로써, 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 가열 속도가 높아져 수지의 융해가 촉진되기 때문에, 제 1 수지층과 제 2 수지층의 용착 속도를 향상시킬 수 있다. 게다가, 금속층에 공극이 형성되어 있기 때문에, 조사된 레이저는 금속층에 전반사되지 않고, 금속층을 통과할 수 있다. 이 때문에, 금속층에 의해 수지의 융해가 저해되는 것을 억제할 수 있다.
또, 본 발명은 금속층의 공극률이 10 ％ 이상 85 ％ 이하인 방법으로 할 수 있다. 금속층의 공극률을 10 ％ 이상으로 함으로써, 융해된 수지가 금속층을 관통하기 쉬워지기 때문에, 제 1 수지층과 제 2 수지층을 용착하기 쉽게 할 수 있다. 한편, 금속층의 공극률을 85 ％ 이하로 함으로써, 금속층에 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 가열을 촉진시킬 수 있을 만큼의 금속량을 확보할 수 있기 때문에, 제 1 수지층과 제 2 수지층의 가열 속도를 높게 할 수 있다.
또, 본 발명은 금속층이 망목이 형성된 메시 부재인 방법으로 할 수 있다. 이와 같이, 금속층으로서 메시 부재를 사용함으로써, 제 1 수지층과 제 2 수지층을 용착할 때, 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 가열 속도를 높이면서, 융해된 수지를 금속층에 관통시키기 쉽게 할 수 있다.
또, 본 발명은 금속층이 광흡수성을 갖는 금속을 함유하는 방법으로 할 수 있다. 이와 같이, 광흡수성을 갖는 금속을 함유하는 금속층을 사용함으로써, 레이저를 조사하였을 때에 금속층의 발열을 촉진시킬 수 있다.
또, 본 발명은 금속층이 철, 알루미늄, 구리, 티탄, 니켈, 주석, 아연, 크롬, 납프리 땜납, 적어도 이들을 함유하는 합금, 이들 이외의 금속 또는 합금으로 표면 처리를 실시하여 레이저 광을 흡수하는 금속 재료, 금속 피막을 입힌 재료에서 선택되는 적어도 1 종을 함유하는 방법으로 할 수 있다. 이와 같은 금속을 함유하는 금속층을 사용함으로써, 레이저를 조사하였을 때에 금속층을 적절히 발열시킬 수 있다.
또, 본 발명은 수지층이 스티렌계 수지, 올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 아크릴산계 수지, 폴리아미드계 수지, ABS 수지, 변성 PPE 수지, 불소계 수지, 열가소성 폴리이미드 수지, 방향족 폴리에테르케톤, 고무계 수지에서 선택되는 적어도 1 종을 함유하는 방법으로 할 수 있다. 이와 같은 수지를 함유하는 수지층을 사용함으로써, 제 1 수지층 및 제 2 수지층을 적절히 융해할 수 있다.
또, 본 발명은 제 1 수지층 및 제 2 수지층 중 어느 일방이 광투과성의 수지로 이루어지고, 제 1 수지층 및 제 2 수지층 중 어느 타방이 광흡수성의 수지로 이루어지는 방법으로 할 수 있다. 이와 같은 수지로 제 1 수지층 및 제 2 수지층을 형성함으로써, 광투과성의 수지측으로부터 레이저 광을 조사함으로써 광흡수성의 수지측을 융해시켜, 제 1 수지층과 제 2 수지층을 용착할 수 있다.
또, 본 발명은 제 1 수지층 및 제 2 수지층이 광투과성의 수지로 이루어지는 방법으로 할 수 있다. 이와 같은 수지로 제 1 수지층 및 제 2 수지층을 형성하여도, 금속층의 발열에 의해 제 1 수지층과 제 2 수지층을 용착할 수 있다.
또, 본 발명은 제 1 수지층 및 제 2 수지층이 레이저 흡수재를 추가로 함유하는 방법으로 할 수 있다. 이와 같이, 레이저 흡수재를 함유하는 수지층을 사용함으로써, 제 1 수지층과 제 2 수지층을 맞댄 상태이어도, 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 외측으로부터 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 적어도 일방에 레이저를 조사함으로써, 레이저가 조사된 제 1 수지층 및/또는 제 2 수지층의 외측 부분뿐만 아니라 제 1 수지층 및/또는 제 2 수지층의 내부도 충분히 융해시킬 수 있다. 이로써, 제 1 수지층과 제 2 수지층의 용착 강도를 더욱 높일 수 있다. 게다가, 제 1 수지층 및 제 2 수지층에 용착하기 위한 플랜지를 형성하지 않아도, 제 1 수지층과 제 2 수지층을 레이저 용착할 수 있기 때문에, 스페이스 절약화를 도모할 수 있다.
또, 본 발명은 제 1 수지층이 액체가 유입되는 유입구가 형성된 제 1 용기부이고, 제 2 수지층이 제 1 용기부와의 사이에 내부 공간을 형성하고, 유입구로부터 유입된 액체가 배출되는 배출구가 형성된 제 2 용기부이고, 금속층이 내부 공간을 유입구측과 배출구측으로 나누는 메시 부재인 방법으로 할 수 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 오일 스트레이너 등과 같은 유체를 여과하는 용기를 제조할 수 있다.
본 발명에 관련된 용착체는, 상기 중 어느 용착 방법에 의해 제 1 수지층과 제 2 수지층 사이에 금속층이 끼워 넣어진 상태에서 제 1 수지층과 제 2 수지층이 용착되어 있다.
또, 본 발명에 관련된 용착체는, 제 1 수지층과 제 2 수지층이 용착된 용착체로서, 제 1 수지층과, 제 2 수지층과, 제 1 수지층과 제 2 수지층 사이에 끼워 넣어진 금속층을 구비하고, 금속층은 공극이 형성되어 있고, 제 1 수지층과 제 2 수지층이 금속층을 개재하여 용착되어 있으면서, 제 1 수지층과 제 2 수지층을 용착하는 용착부가 금속층을 관통하고 있다.
본 발명에 의하면, 용착 속도의 향상을 도모할 수 있다.
도 1 은 실시형태에 관련된 오일 스트레이너의 정면도이다.
도 2 는 실시형태에 관련된 오일 스트레이너의 평면도이다.
도 3 은 도 1 및 도 2 에 나타내는 Ⅲ-Ⅲ 선에 있어서의 오일 스트레이너의 단면도이다.
도 4 는 도 3 에 나타내는 Ⅳ-Ⅳ 선에 있어서의 오일 스트레이너의 단면도이다.
도 5 는 도 3 에 나타내는 오일 스트레이너의 일부 확대도이다.
도 6 은 도 4 에 나타내는 오일 스트레이너의 일부 확대도이다.
도 7 은 메시 부재의 구조를 나타내는 도면이다.
도 8 은 금속 분말의 최근접 거리를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 는 실시예에 있어서의 제 1 용기부 및 제 2 용기부의 정면도이다.
도 10 은 실시예에 있어서의 제 1 용기부 및 제 2 용기부의 저면도이다.
도 11 은 실시예에 있어서의 메시 부재의 평면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 관련된 용착 방법 및 용착체의 바람직한 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 전체 도면 중, 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 부여하는 것으로 한다.
(제 1 실시형태)
제 1 실시형태는 본 발명을 오일 스트레이너에 적용한 것이다. 도 1 은 실시형태에 관련된 오일 스트레이너의 정면도이다. 도 2 는 실시형태에 관련된 오일 스트레이너의 평면도이다. 도 3 은 도 1 및 도 2 에 나타내는 Ⅲ-Ⅲ 선에 있어서의 오일 스트레이너의 단면도이다. 도 4 는 도 3 에 나타내는 Ⅳ-Ⅳ 선에 있어서의 오일 스트레이너의 단면도이다. 도 5 는 도 3 에 나타내는 오일 스트레이너의 일부 확대도이다. 도 6 은 도 4 에 나타내는 오일 스트레이너의 일부 확대도이다.
도 1 ∼ 도 3 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 오일 스트레이너 (1) 는, 제 1 수지층을 구성하는 제 1 용기부 (2) 와, 제 2 수지층을 구성하는 제 2 용기부 (3) 와, 금속층을 구성하는 메시 부재 (4) 를 구비하고 있다. 그리고, 오일 스트레이너 (1) 는, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 사이에 공극이 형성된 금속층을 끼워 넣은 상태에서, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 를 레이저 용착함으로써 제조된다.
제 1 용기부 (2) 는, 제 2 용기부 (3) 와 접합됨으로써, 제 2 용기부 (3) 와의 사이에 유체인 오일이 충전되는 내부 공간을 형성하는 것이다. 제 1 용기부 (2) 는 수지제의 용기이고, 제 2 용기부 (3) 와 접합되는 면이 개구된 대략 완상 (椀狀) 으로 형성되어 있다.
제 1 용기부 (2) 에는, 내부 공간에 오일을 유입시키기 위한 유입구 (21) 가 형성되어 있다. 유입구 (21) 의 형성 위치는 특별히 한정되는 것은 아니고, 제 1 용기부 (2) 의 임의의 위치로 설정할 수 있다. 또한, 도면에서는, 제 1 용기부 (2) 의 개구와 대향하는 위치에 유입구 (21) 를 형성하고 있다.
제 1 용기부 (2) 의 개구측 단부 가장자리에는, 개구를 형성하여 제 2 용기부 (3) 와 접합되는 접합부 (22) 가 형성되어 있다. 접합부 (22) 에는, 제 2 용기부 (3) 와 접합되는 접합면 (23) 이 형성되어 있다. 접합면 (23) 은, 제 2 용기부 (3) 와의 접합성을 향상시키는 관점에서 대략 평면상으로 형성되어 있다. 또, 접합부 (22) 는 접합면 (23) 의 면적을 크게 하는 관점에서 접합면 (23) 을 따라 제 1 용기부 (2) 의 외측으로 연장되는 플랜지상으로 형성하여도 된다. 또한, 접합부 (22) 는 반드시 플랜지상으로 형성되어 있지 않아도 된다.
제 2 용기부 (3) 는, 제 1 용기부 (2) 와 접합됨으로써, 제 1 용기부 (2) 와의 사이에 유체인 오일이 충전되는 내부 공간을 형성하는 것이다. 제 2 용기부 (3) 는 수지제의 용기이고, 제 1 용기부 (2) 와 접합되는 면이 개구된 대략 완상으로 형성되어 있다.
제 2 용기부 (3) 에는, 내부 공간에 유입된 오일을 배출시키기 위한 배출구 (31) 가 형성되어 있다. 배출구 (31) 의 형성 위치는 특별히 한정되는 것은 아니고, 제 2 용기부 (3) 의 임의의 위치로 설정할 수 있다. 또한, 도면에서는, 제 2 용기부 (3) 의 개구와 대향하는 위치에 배출구 (31) 를 형성하고 있다.
제 2 용기부 (3) 의 개구측 단부 가장자리에는, 개구를 형성하여 제 1 용기부 (2) 와 접합되는 접합부 (32) 가 형성되어 있다. 접합부 (32) 에는, 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 과 접합되는 접합면 (33) 이 형성되어 있다. 접합면 (33) 은, 제 1 용기부 (2) 와의 접합성을 향상시키는 관점에서 대략 평면상으로 형성되어 있다. 또, 접합부 (32) 는, 접합면 (33) 의 면적을 크게 하는 관점에서 접합면 (33) 을 따라 제 2 용기부 (3) 의 외측으로 연장되는 플랜지상으로 형성하여도 된다. 또한, 접합부 (32) 는 반드시 플랜지상으로 형성되어 있지 않아도 된다.
제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 를 형성하는 수지는, 열가소성을 갖고 있으면 특별히 한정되는 것은 아니다. 또, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 를 형성하는 수지는 동일하여도 되고 상이하여도 되지만, 레이저 용착의 관점에서 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 중 어느 일방은 광투과성의 수지로 하고, 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 중 어느 타방은 광흡수성의 수지로 하는 것이 바람직하다. 단, 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 의 쌍방 모두 광투과성의 수지로 하여도 된다.
제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 를 형성하는 수지로는, 열가소성을 갖고 있으면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 스티렌계 수지, 올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 아크릴산계 수지, 폴리아미드계 수지, ABS 수지, 변성 PPE 수지, 불소계 수지, 열가소성 폴리이미드 수지, 방향족 폴리에테르케톤, 고무계 수지 등에서 선택되는 적어도 1 종을 함유하는 것으로 할 수 있다. 이들 중에서도, 경제성이나 범용성 등의 관점에서 폴리아미드계 수지, 폴리올레핀계 수지가 바람직하다. 스티렌계 수지의 구체예로는, 폴리스티렌 등을 들 수 있다. 올레핀계 수지의 구체예로는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 등을 들 수 있다. 폴리에스테르계 수지의 구체예로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리메틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등을 들 수 있다. 폴리카보네이트계 수지의 구체예로는, 폴리카보네이트, 폴리카보네이트-ABS 알로이 수지 등을 들 수 있다. 아크릴산계 수지의 구체예로는, 폴리메타크릴산메틸, 아크릴산-아크릴산에스테르 공중합체 등을 들 수 있다. 폴리아미드계 수지의 구체예로는, 폴리아미드 (PA) 6, PA11, PA12, PA66, PA610, PA6T, PA6I, PA9T 등을 들 수 있다. 변성 PPE 수지의 구체예로는, PPE 와, 폴리스티렌, 폴리아미드 및 폴리프로필렌으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 1 종 등의 폴리머 알로이 등을 들 수 있다. 불소계 수지의 구체예로는, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 폴리불화비닐리덴, 퍼플루오로알콕시불소 수지, 사불화에틸렌·육불화프로필렌 공중합체, 에틸렌·사불화에틸렌 공중합체 등을 들 수 있다. 고무계 수지의 구체예로는, 스티렌계 열가소성 엘라스토머, 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머, 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 등을 들 수 있다.
광흡수성의 수지로 하는 경우에는, 상기 수지 또는 재료에 카본 블랙, 니그로신 등의 안료나 염료로 착색한 것을 사용할 수 있다.
도 3 ∼ 도 6 에 나타내는 바와 같이, 메시 부재 (4) 는, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 사이에 배치되어 있고, 제 1 용기부 (2) 의 유입구 (21) 로부터 유입된 오일을 여과하여 제 2 용기부 (3) 의 배출구 (31) 로부터 배출하는 것이다. 메시 부재 (4) 는, 금속 (금속선) 에 의해 메시 구조로 형성되어 있다. 이 때문에, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 메시 부재 (4) 는 격자상으로 배치된 금속선 (4a) 의 망목에 간극 (4b) 이 형성되어 있다.
메시 부재 (4) 는, 제 1 용기부 (2) 의 개구 및 제 2 용기부 (3) 의 개구를 모두 덮는 형상으로 형성되어 있고, 그 둘레 가장자리부가 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 과 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 에 끼워 넣어져 있다. 이 때문에, 메시 부재 (4) 는, 둘레 가장자리부의 일방면측 (표면측) 이 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 에 맞닿아 있고, 둘레 가장자리부 타방면측 (이면측) 이 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 에 맞닿아 있다.
여기서, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 사이에 메시 부재 (4) 를 끼워 넣고, 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 중, 광투과성의 수지측으로부터 레이저를 조사하면, 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 중, 광흡수성의 수지측이 융해된다. 그리고, 이 융해된 수지가 메시 부재 (4) 의 공극 (망목) 에 들어감과 함께, 이 융해된 수지가 메시 부재 (4) 를 관통함으로써, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 가 용착된다. 이 때, 메시 부재 (4) 는, 조사된 레이저의 일부를 흡수함으로써 줄열이 발생한다. 이로써, 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 의 가열 속도가 높아져 수지의 융해가 촉진되기 때문에, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 의 용착 속도가 향상된다. 게다가, 메시 부재 (4) 에 공극이 형성되어 있기 때문에, 조사된 레이저는 메시 부재 (4) 에 전반사되지 않고, 메시 부재 (4) 를 통과할 수 있다. 이 때문에, 메시 부재 (4) 에 의해 수지의 융해가 저해되는 것을 억제할 수 있다.
메시 부재 (4) 의 망목에 형성된 공극의 공극률은 10 ％ 이상 85 ％ 이하인 것이 바람직하고, 또한 15 ％ 이상 65 ％ 이하인 것이 바람직하고, 또한 20 ％ 이상 40 ％ 이하인 것이 바람직하다. 이 공극률은, 금속선 (4a) 과 간극 (4b) 을 합한 메시 부재 (4) 의 면적에 대한 간극 (4b) 의 면적의 비율이다 (도 7 참조). 이 공극률을 10 ％ 이상으로 함으로써, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 를 레이저 용착할 때, 융해된 수지가 메시 부재 (4) 를 관통하기 쉬워지기 때문에, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 를 용착하기 쉽게 할 수 있다. 이 경우, 공극률을 또한 15 ％ 이상, 20 ％ 이상으로 함으로써, 이 효과가 높아진다. 한편, 메시 부재 (4) 의 공극률을 85 ％ 이하로 함으로써, 메시 부재 (4) 에 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 의 가열을 촉진시킬 수 있을 만큼의 금속량을 확보할 수 있기 때문에, 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 의 가열 속도를 높게 할 수 있다. 이 경우, 공극률을 또한 65 ％ 이하, 40 ％ 이하로 함으로써, 이 효과가 높아진다.
메시 부재 (4) 를 형성하는 금속으로는, 광흡수성을 갖는 금속인 것이 바람직하고, 예를 들어, 철, 알루미늄, 구리, 티탄, 니켈, 주석, 아연, 크롬, 납프리 땜납, 적어도 이들을 함유하는 합금 (스테인리스강, 진유, 알루미늄 합금, 인청동 등), 이들 이외의 금속 또는 합금으로 표면 처리를 실시하여 레이저 광을 흡수하는 금속 재료, 금속 피막 (도금, 증착막 등) 을 입힌 재료에서 선택되는 적어도 1 종을 함유하는 것으로 할 수 있다. 이 경우, 메시 부재 (4) 를 형성하거나 또는 메시 부재 (4) 에 함유되는 금속은, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 를 레이저 용착할 때에 조사하는 레이저를 흡수하는 금속인 것이 바람직하다. 예를 들어, 레이저 용착할 때에 조사되는 레이저의 파장은 500 ㎚ 이상 1500 ㎚ 이하이기 때문에, 이 파장대의 광흡수율이 높은 SUS 를 메시 부재 (4) 의 소재로 하는 것이 바람직하다. 광흡수율이 높다란, 광흡수율이 0.35 이상인 것을 말한다. 이와 같이, 흡수성을 갖는 금속을 함유하는 메시 부재 (4) 를 사용함으로써, 레이저를 조사하였을 때에 메시 부재 (4) 의 발열을 촉진시킬 수 있다.
메시 부재 (4) 의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 0.005 ㎜ 이상 0.800 ㎜ 이하로 할 수 있다. 이 경우, 메시 부재 (4) 의 두께는, 예를 들어, 0.01 ㎜ 이상 0.50 ㎜ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.05 ㎜ 이상 0.30 ㎜ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 메시 부재 (4) 에 있어서의 망목 구조 및 망목의 크기는 특별히 한정되는 것은 아니고, 오일 스트레이너 (1) 의 용도 등에 따라 적절히 설정할 수 있다.
그리고, 오일 스트레이너 (1) 는, 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 과 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 이 메시 부재 (4) 상에 있어서 용착되어 있다. 요컨대, 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 과 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 사이에 메시 부재 (4) 의 둘레 가장자리부가 끼워 넣어져 있고, 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 과 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 을 용착하는 용착부 (5) 가 메시 부재 (4) 를 관통함으로써, 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 과 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 이 용착되어 있다. 용착부 (5) 는, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 를 레이저 용착하였을 때, 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 의 적어도 일방으로부터 용출된 (융해된) 수지가 냉각 경화된 것이다.
제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 의 용착은, 메시 부재 (4) 상에 있어서 메시 부재 (4) 의 전체 둘레 가장자리를 따라 연속적으로 실시되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 메시 부재 (4) 를 관통하는 용착부 (5) 는, 메시 부재 (4) 의 전체 둘레 가장자리를 따라 연속적으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 단, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 의 용착은 반드시 연속적으로 실시되어 있을 필요는 없고, 간헐적으로 실시되어 있어도 된다. 즉, 용착부 (5) 는 반드시 연속적으로 형성되어 있을 필요는 없고, 간헐적으로 형성되어 있어도 된다.
다음으로, 오일 스트레이너 (1) 의 제조 방법, 요컨대 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 의 용착 방법에 대해 설명한다.
먼저, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 와 메시 부재 (4) 를 준비한다.
다음으로, 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 과 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 사이에 메시 부재 (4) 의 둘레 가장자리부를 끼워 넣고, 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 과 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 을 맞댄다.
다음으로, 메시 부재 (4) 상에 있어서, 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 과 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 을 레이저 용착한다. 레이저 용착에서는, 먼저, 메시 부재 (4) 가 맞닿아 있는 접합면 (23) 부근에 레이저의 초점이 맞도록, 레이저를 제 1 용기부 (2) 에 조사한다. 그러면, 초점 부근의 수지가 융해되고, 이 융해된 수지가 메시 부재 (4) 를 통과하여 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 으로부터 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 으로 흘러 나간다. 그 후, 융해된 수지가 접합면 (33) 에 도달하면, 레이저의 조사를 정지하여 융해된 수지를 냉각 경화시킨다. 그러면, 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 과 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 사이에 메시 부재 (4) 를 관통하여 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 과 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 에 용착된 용착부 (5) 가 형성된다.
이와 같이 하여 제조된 오일 스트레이너 (1) 는, 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 과 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 이 메시 부재 (4) 상에 있어서 용착되어 있으면서, 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 과 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 을 용착하는 용착부 (5) 가 메시 부재 (4) 를 관통한 것이 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 사이에 공극이 형성된 메시 부재 (4) 를 끼워 넣기 때문에, 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 의 적어도 일방에 레이저를 조사하면, 융해된 수지가 메시 부재 (4) 의 공극에 들어감과 함께, 이 융해된 수지가 메시 부재 (4) 를 관통함으로써, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 가 용착된다. 이 때, 메시 부재 (4) 는, 조사된 레이저의 일부를 흡수함으로써 줄열이 발생한다. 이로써, 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 의 가열 속도가 높아져 수지의 융해가 촉진되기 때문에, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 의 용착 속도를 향상시킬 수 있다. 게다가, 메시 부재 (4) 에 공극이 형성되어 있기 때문에, 조사된 레이저는 메시 부재 (4) 에 전반사되지 않고, 메시 부재 (4) 를 통과할 수 있다. 이 때문에, 메시 부재 (4) 에 의해 수지의 융해가 저해되는 것을 억제할 수 있다.
(제 2 실시형태)
다음으로, 제 2 실시형태에 대해 설명한다. 제 2 실시형태는, 기본적으로 제 1 실시형태와 동일하지만, 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 의 재질과 레이저 용착 방법만 제 1 실시형태와 상이하다. 이 때문에, 이하의 설명에서는, 제 1 실시형태와 상이한 점만 설명하고, 제 1 실시형태와 동일한 설명을 생략 한다.
제 2 실시형태에서는, 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 를 ACW (Absorbance Control Welding) 공법에 사용하는 광반투과성의 수지에 의해 형성한다. ACW 공법이란, 오리엔트 화학 공업 주식회사에 의해 제안되어 있는 레이저 용착 공법 (일본 특허 제4102424호 참조) 이다. 구체적으로는, 열가소성 수지에 레이저 흡수재 등을 함유시킴으로써 흡광도를 0.07 ∼ 3.0 로 한 광반투과성의 수지를 제조하고, 이 광반투과성의 수지에 레이저 광의 적어도 일부를 흡수시킴으로써, 동일한 소재의 광반투과성의 수지를 레이저 용착하는 공법이다.
제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 를 형성하는 광반투과성의 수지로서, 예를 들어, 1 종 또는 2 종 이상의 폴리아미드 수지로 이루어지는 폴리아미드 수지 조성물에 레이저 흡수재 등이 배합된 것을 들 수 있다.
상기 폴리아미드 수지 조성물로는, 폴리아미드 66 (폴리헥사메틸렌아디파미드), 폴리아미드 6, 폴리아미드 MXD6 (폴리메타크실렌아디파미드), 폴리아미드 6I, 폴리아미드 6T, 폴리아미드 9T, 폴리아미드 M5T 등을 들 수 있다. 이들은 2 종이상을 혼합하여 사용하여도 된다.
레이저 흡수재로는, 아진계 화합물, 니그로신, 아닐린 블랙, 프탈로시아닌, 나프탈로시아닌, 포르피린, 시아닌계 화합물, 페릴렌, 쿼터릴렌, 금속 착물, 아조 염료, 안트라퀴논, 스쿠아르산 유도체 및 임모늄 염료 등을 들 수 있다. 상기 열가소성 재료에 있어서의 레이저 흡수재의 함유량은, 폴리아미드 수지 조성물 100 질량부에 대해 바람직하게는 0.001 ∼ 0.8 질량부이고, 보다 바람직하게는 0.01 ∼ 0.5 질량부이다. 레이저 흡수재의 함유량이 0.001 질량부 미만이면 레이저 용착시의 발열량이 적어 용착부 (5) 의 접합 강도가 불충분해지기 쉽고, 한편 0.8 질량부를 초과하면 레이저 용착시의 발열량이 지나치게 많아 눌러붙거나 보이드가 발생하기 쉽다.
상기 열가소성 재료는, 폴리아미드 수지 조성물 및 레이저 흡수재에 필요에 따라 이하와 같은 첨가제를 배합한 것이어도 된다. 첨가제의 종류로는, 예를 들어, 보강재 (예를 들어, 유리 필러), 착색제, 충전재, 자외선 흡수제, 광안정제, 산화 방지제, 항균·곰팡이 방지제, 난연제, 조색제, 분산제, 안정제, 가소제, 개질제, 대전 방지제, 윤활제, 이형제, 결정 촉진제 및 결정핵제 등을 들 수 있다. 이들 첨가제는 1 종을 단독으로 사용하여도 되고, 2 종 이상을 병용하여도 된다.
예를 들어, 유리 필러의 함유량은, 폴리아미드 수지 조성물 100 질량부에 대해 20 ∼ 100 질량부 정도로 할 수 있다. 이 이외의 첨가제의 합계량은, 폴리아미드 수지 조성물의 전체 질량 100 질량부에 대해 0.1 ∼ 50 질량부 정도로 할 수 있다. 본 발명자들의 검토에 의하면, 폴리아미드 수지 조성물 100 질량부에 대해 유리 필러 (예를 들어, 유리 섬유) 의 함유량이 100 질량부 정도이어도, 상기 폴리아미드 수지 조성물 100 질량％ 에 대해 저융점 폴리아미드를 적어도 40 질량％ 함유하고 있으면, 레이저 조사에 의한 폴리아미드 수지의 융해에 의해 충분히 높은 강도의 접합 강도를 달성할 수 있다.
또한, 제 1 부재 및 제 2 부재가 동일 조성의 열가소성 재료로 이루어지는 경우, 양자의 폴리아미드 수지 조성물의 조성이 동일하면, 양자 사이에서 레이저 흡수재의 배합량 및/또는 첨가제의 종류나 배합량이 상이하여도 된다.
다음으로, 오일 스트레이너 (1) 의 제조 방법, 요컨대 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 의 용착 방법에 대해 설명한다.
먼저, 제 1 실시형태와 동일하게, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 와 메시 부재 (4) 를 준비하고, 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 과 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 사이에 메시 부재 (4) 의 둘레 가장자리부를 끼워 넣고, 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 과 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 을 맞댄다.
다음으로, 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 과 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 을 레이저 용착한다. 레이저 용착에서는, 예를 들어, 일본 특허 제4102424호에 기재된 방법을 실시할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 레이저 용착에서는, 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 의 외측으로부터, 메시 부재 (4) 가 맞닿아 있는 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 부근에 레이저의 초점이 맞도록, 레이저를 조사한다.
그러면, 레이저가 조사된 제 1 용기부 (2) 의 외측 부분뿐만 아니라 제 1 용기부 (2) 의 내부도 충분히 융해된다. 그리고, 이 융해된 수지가 메시 부재 (4) 의 간극을 통과하여 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 으로부터 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 으로 흘러 나간다. 그 후, 융해된 수지가 접합면 (33) 에 도달하면, 레이저의 조사를 정지하여 융해된 수지를 냉각 경화시킨다. 그러면, 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 과 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 사이에 메시 부재 (4) 를 관통하여 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 과 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 에 용착된 용착부 (5) 가 형성된다.
이 때, 레이저를 조사하는 제 1 용기부 (2) 에 눌러붙거나 보이드가 발생하지 않는 범위에서, 레이저를 조사하는 제 1 용기부 (2) 가 충분히 발열되고 또한 충분히 융해가 확산되도록, 레이저의 조사 조건을 적절히 설정한다. 레이저의 조사 조건으로는, 레이저의 출력이나 레이저의 조사 시간 (조사 속도) 등을 들 수 있다.
메시 부재 (4) 의 전체 둘레 가장자리를 따라 연속적으로 레이저 용착하는 경우에는, 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 를 회전시키면서 레이저를 조사하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 를 회전시키는 경우에는, 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 의 회전 속도에 따라 레이저의 조사 시간 (조사 속도) 을 설정할 수 있다.
조사하는 레이저의 파장으로는, 800 ㎚ 이상 1600 ㎚ 이하의 적외광선, 바람직하게는 800 ㎚ 이상 1100 ㎚ 에 발진 파장을 갖는 레이저 광을 사용할 수 있다. 예를 들어, 고체 레이저 (Nd : YAG 여기, 반도체 레이저 여기 등), 반도체 레이저, 튜너블 다이오드 레이저, 티탄 사파이어 레이저 (Nd : YAG 여기) 를 사용할 수 있다. 혹은, 파장 700 ㎚ 이상의 적외선을 발생시키는 할로겐 램프나 크세논 램프를 사용하여도 된다.
이와 같이 하여 제조된 오일 스트레이너 (1) 는, 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 과 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 이 메시 부재 (4) 상에 있어서 용착되어 있으면서, 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 과 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 을 용착하는 용착부 (5) 가 메시 부재 (4) 를 관통한 것이 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 제 1 실시형태에 더하여 추가로 이하의 효과가 얻어진다. 즉, 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 를 폴리아미드 수지 조성물에 레이저 흡수재 등을 함유시킨 광반투과성의 수지로 함으로써, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 를 맞댄 상태이어도, 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 의 외측으로부터 제 1 용기부 (2) 에 레이저를 조사함으로써, 레이저가 조사된 제 1 용기부 (2) 의 외측 부분뿐만 아니라 제 1 용기부 (2) 의 내부도 충분히 융해시킬 수 있다. 이로써, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 의 용착 강도를 더욱 높일 수 있다. 게다가, 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 에 용착하기 위한 플랜지를 형성하지 않아도, 또 레이저의 조사 각도에 의존하지 않고, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 를 레이저 용착할 수 있기 때문에, 스페이스 절약화를 도모할 수 있다.
(제 3 실시형태)
다음으로, 제 3 실시형태에 대해 설명한다.
제 3 실시형태는, 제 1 수지층과 제 2 수지층 사이에 공극이 형성된 금속층을 끼워 넣고, 제 1 수지층과 제 2 수지층을 용착하는 용착 방법이다.
제 1 수지층 및 제 2 수지층은, 제 1 실시형태 또는 제 2 실시형태의 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 와 동일한 수지를 사용할 수 있다.
금속층은, 공극이 형성되어 있으면 어떤 형상이어도 된다. 금속층으로는, 예를 들어, 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태의 메시 부재 (4) 와 같은 메시 부재 외에, 금속선이나 금속 분말을 사용할 수 있다.
금속층으로서 금속 분말을 사용하는 경우에는, 도료 등의 매체에 금속 분말을 혼합하고, 이 매체를 제 1 수지층 및/또는 제 2 수지층에 바름으로써, 제 1 수지층과 제 2 수지층 사이에 금속층을 끼워 넣기 쉬워진다. 이 경우, 매체에 혼합된 금속 분말의 최근접 거리의 평균값이 0.001 ㎛ 이상 300 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 나아가서는 0.005 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 나아가서는 0.01 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 여기서, 금속 분말의 최근접 거리란, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 어느 금속 분말에서 가장 근접한 위치에 있는 다른 금속 분말까지의 이격 거리 (공간 거리) 를 말한다. 금속 분말의 최근접 거리의 측정은, 예를 들어, SEM 에 의해 실시할 수 있다. 이 최근접 거리의 평균값을 0.001 ％ 이상으로 함으로써, 제 1 수지층과 제 2 수지층을 레이저 용착할 때, 융해된 수지가 금속층을 관통하기 쉬워지기 때문에, 제 1 수지층과 제 2 수지층을 용착하기 쉽게 할 수 있다. 이 경우, 최근접 거리의 평균값을 또한 0.005 ㎛ 이상, 0.01 ㎛ 이상으로 함으로써, 이 효과가 높아진다. 한편, 최근접 거리의 평균값을 300 ㎛ 이하로 함으로써, 금속층에 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 가열을 촉진시킬 수 있을 만큼의 금속량을 확보할 수 있기 때문에, 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 가열 속도를 높게 할 수 있다. 이 경우, 최근접 거리의 평균값을 또한 200 ㎛ 이하, 100 ㎛ 이하로 함으로써, 이 효과가 높아진다.
다음으로, 제 1 수지층과 제 2 수지층의 용착 방법에 대해 설명한다.
먼저, 제 1 실시형태와 동일하게, 제 1 수지층과 제 2 수지층과 금속층을 준비하고, 제 1 수지층과 제 2 수지층 사이에 금속층을 끼워 넣고, 제 1 수지층과 제 2 수지층을 맞댄다.
다음으로, 제 1 수지층과 제 2 수지층을 레이저 용착한다. 레이저 용착은, 제 1 실시형태 또는 제 2 실시형태와 동일한 방법에 의해 실시할 수 있다.
그러면, 레이저가 조사된 제 1 수지층이 융해되고, 이 융해된 수지가 금속층의 간극을 통과하여 제 1 수지층으로부터 제 2 수지층으로 흘러 나간다. 그 후, 융해된 수지가 제 2 수지층에 도달하면, 레이저의 조사를 정지하여 융해된 수지를 냉각 경화시킨다. 그러면, 제 1 수지층과 제 2 수지층 사이에 금속층을 관통하여 제 1 수지층과 제 2 수지층에 용착된 용착부가 형성된다.
이와 같이 하여 용착된 용착체는, 제 1 수지층과 제 2 수지층을 용착하는 용착부가 금속층을 관통함으로써, 제 1 수지층과 제 2 수지층이 금속층을 개재하여 용착된 것이 된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 본 발명의 적용예로서 오일 스트레이너를 사용하여 설명하였지만, 본 발명은 오일 스트레이너에 한정되는 것은 아니고, 그 밖의 여러 가지 부재에 적용할 수 있다. 또, 유체는 오일에 한정되는 것은 아니고, 그 밖의 여러 가지 액체나 기체 등을 채용할 수 있다.
또, 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 의 용착이 메시 부재 (4) 상에 있어서만 실시되는 것으로 하여 설명하였지만, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 의 용착은, 적어도 메시 부재 (4) 상에 있어서 실시되어 있으면 되고, 메시 부재 (4) 로부터 벗어난 위치에 있어서 실시되어 있어도 된다.
또, 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 를 레이저 용착할 때, 제 1 용기부 (2) 에 레이저의 초점을 맞추어 수지를 융해시키는 것으로 하여 설명하였지만, 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 의 적어도 일방에 레이저의 초점을 맞추어 수지를 융해시키면 된다.
또, 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 의 전체가 수지제인 것으로 하여 설명하였지만, 적어도 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 를 접합하는 면이 수지제이면 된다.
실시예
다음으로, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1 ∼ 4, 비교예 1)
도 9 는 실시예에 있어서의 제 1 용기부 및 제 2 용기부의 정면도이다. 도 10 은 실시예에 있어서의 제 1 용기부 및 제 2 용기부의 저면도이다. 도 11 은 실시예에 있어서의 메시 부재의 평면도이다.
도 9 및 도 10 에 나타내는 바와 같이, 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 는, 길고 가는 캡슐을 길이 방향을 따라 세로로 반으로 가른 형상으로 하고, 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 및 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 을 평행하게 배치된 1 쌍의 직선상 면부 (Z) 와, 1 쌍의 직선상 면부 (Z) 에 각각 접속된 1 쌍의 반원상 면부 (Y) 를 구비하는 형상으로 하였다. 접합면 (23) 및 접합면 (33) 은, 직선상 면부 (Z) 및 반원상 면부 (Y) 의 폭 (A) 을 5.0 ㎜ 로 하고, 1 쌍의 직선상 면부 (Z)의 내측의 간격 (B) 을 55.0 ㎜ 로 하고, 1 쌍의 직선상 면부 (Z) 의 외측의 간격 (C) 을 65.0 ㎜ 로 하고, 반원상 면부 (Y) 의 내측의 반경 (D) 을 27.5 ㎜, 반원상 면부 (Y) 의 외측의 반경 (E) 을 32.5 ㎜ 로 하였다. 또, 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 는, 접속부의 두께 (F) 3.5 ㎜ 로 하고, 접속부에서 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 의 정상부까지의 높이 (G) 를 27.5 ㎜ 로 하였다. 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 의 소재는, 폴리아미드 66 (PA 66) 의 동일 소재로 하고, 일방을 광투과성으로 하고, 타방을 광흡수재인 니그로신으로 착색하여 광흡수성으로 하였다.
도 11 에 나타내는 바와 같이, 메시 부재 (4) 는, 장방형부 (X) 와, 장방형부 (X) 의 폭 방향 양단에 접속되는 1 쌍의 반원부 (W) 를 구비하는 형상으로 하고, 대소 2 종류의 것을 준비하였다. 대형의 메시 부재 (4) 는, 장방형부 (X) 의 폭 방향의 폭 (H) 을 66.0 ㎜ 로 하고, 장방형부 (X) 의 길이 방향의 길이 (I) 를 195.0 ㎜ 로 하고, 반원부 (W) 의 반경 (J) 을 33.0 ㎜ 로 하고, 두께를 0.1 ㎜ 로 하였다. 소형의 메시 부재 (4) 는, 장방형부 (X) 의 폭 방향의 폭 (H) 을 59.0 ㎜ 로 하고, 장방형부 (X) 의 길이 방향의 길이 (I) 를 188.0 ㎜ 로 하고, 반원부 (W) 의 반경 (J) 을 29.5 ㎜ 로 하고, 두께를 0.1 ㎜ 로 하였다. 대형 및 소형의 메시 부재 (4) 의 소재는 모두 스테인리스강 (SUS) 으로 하였다.
실시예 1 에서는, 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 과 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 사이에 대형의 메시 부재 (4) 를 끼워 넣고, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 를 레이저 용착하였다. 레이저 용착의 조건은, 레이저의 출력을 100 W 로 하고, 레이저의 주사 속도를 20.0 ㎜/s 로 하고, 레이저의 초점 직경 (직경) 을 φ 3.2 ㎜ 로 하고, 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 에 대한 레이저의 조사주수를 1 주로 하였다.
실시예 2 에서는, 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 과 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 사이에 대형의 메시 부재 (4) 를 끼워 넣고, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 를 레이저 용착하였다. 레이저 용착의 조건은, 레이저의 출력을 100 W 로 하고, 레이저의 주사 속도를 20.0 ㎜/s 로 하고, 레이저의 초점 직경 (직경) 을 φ 3.2 ㎜ 로 하고, 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 에 대한 레이저의 조사주수를 2 주로 하였다.
실시예 3 에서는, 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 과 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 사이에 소형의 메시 부재 (4) 를 끼워 넣고, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 를 레이저 용착하였다. 레이저 용착의 조건은, 레이저의 출력을 100 W 로 하고, 레이저의 주사 속도를 20.0 ㎜/s 로 하고, 레이저의 초점 직경 (직경) 을 φ 3.2 ㎜ 로 하고, 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 에 대한 레이저의 조사주수를 1 주로 하였다.
실시예 4 에서는, 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 과 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 사이에 소형의 메시 부재 (4) 를 끼워 넣고, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 를 레이저 용착하였다. 레이저 용착의 조건은, 레이저의 출력을 100 W 로 하고, 레이저의 주사 속도를 20.0 ㎜/s 로 하고, 레이저의 초점 직경 (직경) 을 φ 3.2 ㎜ 로 하고, 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 에 대한 레이저의 조사주수를 2 주로 하였다.
비교예 1 에서는, 제 1 용기부 (2) 의 접합면 (23) 과 제 2 용기부 (3) 의 접합면 (33) 사이에 메시 부재 (4) 를 끼워 넣지 않고, 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 를 레이저 용착하였다. 레이저 용착의 조건은, 레이저의 출력을 100 W 로 하고, 레이저의 주사 속도를 20.0 ㎜/s 로 하고, 레이저의 초점 직경 (직경) 을 φ 3.2 ㎜ 로 하고, 제 1 용기부 (2) 및 제 2 용기부 (3) 에 대한 레이저의 조사주수를 1 주로 하였다.
그 후, 실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 에 대해 파괴 검사를 실시하였다. 파괴 검사는, 제 2 용기부 (3) 의 배출구 (31) 를 막아 제 1 용기 (2) 의 유입구 (21) 로부터 물을 넣어 가며 용기 (1) 의 파괴 또는 누출이 발생하였을 때의 압력을 버스트 강도로서 계측하였다.
표 1 에 나타내는 바와 같이, 어느 실시예도 비교예 1 과 비교하여 손색이 없었다. 이 결과로부터, 실시예에 있어서도 제 1 용기부 (2) 와 제 2 용기부 (3) 가 확실하게 용착되어 있는 것이 확인되었다.
Figure pct00001
(실시예 5)
실시예 5 에서는, 제 1 수지층으로서 정상부에 개구가 형성된 하프 돔상의 제 1 부재를 제조하고, 제 2 수지층으로서 평판상의 제 2 부재를 제조하고, 금속층으로서 제 1 부재와 제 2 부재 사이에 끼워 넣어지는 메시 부재를 제조하였다.
제 1 부재 및 제 2 부재는, ACW 공법에 사용하는 광반투과성의 수지에 의해 제조하였다.
제 1 부재 및 제 2 부재의 제조시에, 먼저, 폴리아미드 66 펠릿을 제조하였다. 폴리아미드 66 펠릿의 제조에서는, 400 L 오토클레이브 중에 40 ％ AH 염 (아디프산과 헥사메틸렌디아민의 등몰염) 수용액에 요오드화칼륨 3 질량％, 요오드화구리 0.1 질량％ 를 주입하고, 1.8 ㎫ 가압하에서 가열 용융 중합을 실시하였다. 얻어진 중합체를 냉각 고화 및 조립 (造粒) 하여 폴리아미드 66 의 펠릿을 얻었다.
다음으로, 상기 폴리아미드 66 의 펠릿 64.5 질량부, 유리 섬유 33 질량부 (닛폰 덴키 유리 주식회사 제조, 상품명 : T275H), 레이저 용착용 착색 마스터 배치 2.5 질량부 (오리엔트 화학 공업 주식회사 제조, 상품명 : eBIND ACW-9871) 를 배럴 온도 290 ℃ 로 설정한 2 축 압출기 (토시바 기계 주식회사 제조, 상품명 : TEM35) 를 사용해서 용융 혼련하여 열가소성 재료의 펠릿을 얻었다.
다음으로, 상기 열가소성 재료의 펠릿을 실린더 온도 290 ℃ 로 설정한 사출 성형기 (스미토모 중기계 공업 주식회사 제조, 상품명 : SE130) 에 도입하고, 금형 온도 80 ℃ 에서 성형하여 제 1 부재 및 제 2 부재를 얻었다.
메시 부재는 SUS (스테인리스강) 제의 메시 200 번수에 의해 제조하였다. 메시 부재의 간극률 35 였다.
그리고, 제 1 부재와 제 2 부재 사이에 메시 부재를 끼워 넣고, ACW 공법에 의해 제 1 부재와 제 2 부재를 레이저 용착하여, 중공 부품을 제조하였다. 이 때, 레이저의 출력을 130 W 로 하고, WD (레이저 조사 광학계에서 제 1 부재 조사측 표면까지의 거리) 를 83 ㎜ 로 하고, 용착 속도를 35 ㎜/s 로 하였다.
(실시예 6)
실시예 6 으로서 실시예 5 와 동일한 형상의 제 1 부재, 제 2 부재 및 메시 부재를 제조하였다.
제 1 부재는 광흡수성의 수지에 의해 제조하고, 제 2 부재는 광투과성의 수지에 의해 제조하였다.
제 1 부재의 제조시에, 먼저, 폴리아미드 66 펠릿을 제조하였다. 폴리아미드 66 펠릿의 제조에서는, 400 L 오토클레이브 중에 40 ％ AH 염 (아디프산과 헥사메틸렌디아민의 등몰염) 수용액에 요오드화칼륨 3 질량％, 요오드화구리 0.1 질량％ 를 주입하고, 1.8 ㎫ 가압하에서 가열 용융 중합을 실시하였다. 얻어진 중합체를 냉각 고화 및 조립하여 폴리아미드 66 의 펠릿을 얻었다.
다음으로, 상기 폴리아미드 66 의 펠릿 65.6 질량부, 유리 섬유 34.1 질량부 (닛폰 덴키 유리 주식회사 제조, 상품명 : T275H), 레이저 용착용 착색 마스터 배치 2.5 질량부 (오리엔트 화학 공업 주식회사 제조, 상품명 : eBIND 수지 착색 염료 물질 0.3 을 배럴 온도 290 ℃ 로 설정한 2 축 압출기 (토시바 기계 주식회사 제조, 상품명 : TEM35) 를 사용해서 용융 혼련하여 열가소성 재료의 펠릿을 얻었다.
다음으로, 상기 열가소성 재료의 펠릿을 실린더 온도 290 ℃ 로 설정한 사출 성형기 (스미토모 중기계 공업 주식회사 제조, 상품명 : SE130) 에 도입하고, 금형 온도 80 ℃ 에서 성형하여 제 1 부재를 얻었다.
제 2 부재의 제조시에, 먼저, 폴리아미드 66 펠릿을 제조하였다. 폴리아미드 66 펠릿의 제조에서는, 400 L 오토클레이브 중에 40 ％ AH 염 (아디프산과 헥사메틸렌디아민의 등몰염) 수용액에 요오드화칼륨 3 질량％, 요오드화구리 0.1 질량％ 를 주입하고, 1.8 ㎫ 가압하에서 가열 용융 중합을 실시하였다. 얻어진 중합체를 냉각 고화 및 조립하여 폴리아미드 66 의 펠릿을 얻었다.
다음으로, 상기 폴리아미드 66 의 펠릿 67 질량부, 유리 섬유 33 질량부 (닛폰 덴키 유리 주식회사 제조, 상품명 : T275H 를 배럴 온도 290 ℃ 로 설정한 2 축 압출기 (토시바 기계 주식회사 제조, 상품명 : TEM35) 를 사용해서 용융 혼련하여 열가소성재료용의 펠릿을 얻었다.
다음으로, 상기 열가소성 재료의 펠릿을 실린더 온도 290 ℃ 로 설정한 사출 성형기 (스미토모 중기계 공업 주식회사 제조, 상품명 : SE130) 에 도입하고, 금형 온도 80 ℃ 에서 성형하여 제 2 부재를 얻었다.
메시 부재는 SUS (스테인리스강) 제의 메시 200 번수에 의해 제조하였다. 메시 부재의 간극률은 35 ％ 였다.
그리고, 제 1 부재와 제 2 부재 사이에 메시 부재를 끼워 넣고, 제 2 부재를 투과시킨 레이저를 제 1 부재에 레이저를 조사함으로써 제 1 부재와 제 2 부재를 레이저 용착하여, 중공 부품을 제조하였다. 이 때, 레이저의 출력을 130 W 로 하고, WD (레이저 조사 광학계에서 제 1 부재 조사측 표면까지의 거리) 를 83 ㎜ 로 하고, 레이저의 출력을 130 W 로 하고, 용착 속도를 35 ㎜/s 로 하였다.
(비교예 2)
비교예 2 로서 실시예 5 와 동일한 형상의 제 1 부재, 제 2 부재 및 메시 부재를 제조하였다.
제 1 부재 및 제 2 부재는 모두 금속인 알루미늄 합금에 의해 제조하였다.
메시 부재는 SUS (스테인리스강) 제의 메시 200 번수에 의해 제조하였다. 메시 부재의 간극률은 35 ％ 였다.
그리고, 제 1 부재와 제 2 부재 사이에 메시 부재를 끼워 넣고, 제 1 부재와 제 2 부재를 코킹에 의해 접합하여, 중공 부품을 제조하였다.
(기밀성 시험)
실시예 5, 6 및 비교예 2 에 대해 기밀성 시험을 실시하였다. 기밀성 시험은, 제 1 부재의 개구에 내압 호스의 일단을 접속시키고, 내압 호스의 타단을 압력 게이지가 부착된 컴프레서에 접속시켰다. 물을 채운 수조에 실시예 5, 6 및 비교예 2 의 중공 부품을 넣고, 각 중공 부품의 내부를 컴프레서로 가압하였다. 그리고, 각 중공 부품의 내부의 압력인 게이지압을 측정하고, 게이지압이 0.15 ㎫ 및 0.25 ㎫ 일 때에 제 1 부재와 제 2 부재의 접합부로부터 기포가 누출되었는지의 여부를 관찰하였다. 관찰 결과를 표 2 에 나타낸다.
Figure pct00002
표 2 에 나타내는 바와 같이, 게이지압이 0.15 ㎫ 이면, 비교예 2 는 기포가 누출되었지만, 실시예 5, 6 은 기포가 누출되지 않았다. 또, 게이지압이 0.25 ㎫ 이면, 실시예 6 및 비교예 2 는 기포가 누출되었지만, 실시예 5 는 기포가 누출되지 않았다. 이와 같은 결과로부터, ACW 공법에 의해 제 1 부재와 제 2 부재를 레이저 용착함으로써, 보다 제 1 부재와 제 2 부재의 용착 강도가 향상되는 것이 확인되었다.
1 : 오일 스트레이너 (용기)
2 : 제 1 용기부
21 : 유입구
22 : 접합부
23 : 접합면
3 : 제 2 용기부
31 : 배출구
32 : 접합부
33 : 접합면
4 : 메시 부재
5 : 용착부

Claims (12)

  1. 제 1 수지층과 제 2 수지층을 용착하는 용착 방법으로서,
    상기 제 1 수지층과 상기 제 2 수지층 사이에 공극이 형성된 금속층을 끼워 넣고,
    상기 제 1 수지층 및 상기 제 2 수지층의 적어도 일방에 레이저를 조사하여, 융해된 수지를 상기 금속층에 관통시켜 상기 제 1 수지층과 상기 제 2 수지층을 용착하는 용착 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속층의 공극률이 10 ％ 이상 85 ％ 이하인 용착 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 금속층이 망목이 형성된 메시 부재인 용착 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속층이 광흡수성을 갖는 금속을 함유하는 용착 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속층이 철, 알루미늄, 구리, 티탄, 니켈, 주석, 아연, 크롬, 납프리 땜납, 적어도 이들을 함유하는 합금, 이들 이외의 금속 또는 합금으로 표면 처리를 실시함으로써 레이저 광을 흡수하는 금속 재료, 금속 피막을 입힌 재료에서 선택되는 적어도 1 종을 함유하는 용착 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수지층이 스티렌계 수지, 올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 아크릴산계 수지, 폴리아미드계 수지, ABS 수지, 변성 PPE 수지, 불소계 수지, 열가소성 폴리이미드 수지, 방향족 폴리에테르케톤, 고무계 수지 에서 선택되는 적어도 1 종을 함유하는 용착 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 수지층 및 상기 제 2 수지층 중 어느 일방이 광투과성의 수지로 이루어지고,
    상기 제 1 수지층 및 상기 제 2 수지층 중 어느 타방이 광흡수성의 수지로 이루어지는 용착 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 수지층 및 상기 제 2 수지층이 광투과성의 수지로 이루어지는 용착 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 수지층 및 상기 제 2 수지층이 레이저 흡수재를 추가로 함유하는 용착 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 수지층이 액체가 유입되는 유입구가 형성된 제 1 용기부이고,
    상기 제 2 수지층이 상기 제 1 용기부와의 사이에 내부 공간을 형성하고, 상기 유입구로부터 유입된 액체가 배출되는 배출구가 형성된 제 2 용기부이고,
    상기 금속층이 상기 내부 공간을 상기 유입구측과 상기 배출구측으로 나누는 메시 부재인 용착 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 용착 방법에 의해 상기 제 1 수지층과 상기 제 2 수지층 사이에 상기 금속층이 끼워 넣어진 상태에서 상기 제 1 수지층과 상기 제 2 수지층이 용착된 용착체.
  12. 제 1 수지층과 제 2 수지층이 용착된 용착체로서,
    상기 제 1 수지층과,
    상기 제 2 수지층과,
    상기 제 1 수지층과 상기 제 2 수지층 사이에 끼워 넣어진 금속층을 구비하고,
    상기 금속층은 공극이 형성되어 있고,
    상기 제 1 수지층과 상기 제 2 수지층이 상기 금속층을 개재하여 용착되어 있으면서, 상기 제 1 수지층과 상기 제 2 수지층을 용착하는 용착부가 상기 금속층을 관통하고 있는 용착체.
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