特許 7596266 金属成形体表面の粗面化方法とそれを使用したシール方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-29

(45)【発行日】2024-12-09

(54)【発明の名称】金属成形体表面の粗面化方法とそれを使用したシール方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/352 20140101AFI20241202BHJP

   B23K 26/00 20140101ALI20241202BHJP

   B29C 45/14 20060101ALI20241202BHJP

【ＦＩ】

B23K26/352

B23K26/00 N

B29C45/14

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021526825

(86)(22)【出願日】2020-06-17

(86)【国際出願番号】 JP2020023697

(87)【国際公開番号】W WO2020255994

(87)【国際公開日】2020-12-24

【審査請求日】2023-04-17

(31)【優先権主張番号】P 2019111949

(32)【優先日】2019-06-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】595138155

【氏名又は名称】ダイセルミライズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087642

【弁理士】

【氏名又は名称】古谷 聡

(74)【代理人】

【氏名又は名称】義経 和昌

(72)【発明者】

【氏名】板倉 雅彦

(72)【発明者】

【氏名】清水 潔

(72)【発明者】

【氏名】宇野 孝之

(72)【発明者】

【氏名】和田 法寿

【審査官】柏原 郁昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１４２９６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０９４７７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２４０６８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ２６／３５２

Ｂ２３Ｋ ２６／００

Ｂ２９Ｃ ４５／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属成形体表面の粗面化方法であって、
前記金属成形体表面に対して、連続波レーザーを使用してエネルギー密度１ＭＷ／ｃｍ^２以上で、照射速度２０００ｍｍ／ｓｅｃ以上でレーザー光を照射することで粗面化する工程を有しており、
前記レーザー光を照射して粗面化する工程が、金属成形体表面に対して複数本の直線、曲線、または直線と曲線の組み合わせを含む線状溝が形成されるようにレーザー光を連続照射する工程であり、
前記隣接する線状溝同士の幅方向中間位置の間隔（ピッチ間隔）（Ｐ）が０．１２ｍｍ以上で、等間隔または異なる間隔からなる部分を含んでいるものであり、
前記ピッチ間隔（Ｐ）（μｍ）とレーザー光線のスポット径（Ｓ）（μｍ）の比（Ｐ／Ｓ）が６．７９～１０である、金属成形体表面の粗面化方法。

【請求項2】

金属成形体表面の粗面化方法であって、
前記金属成形体表面に対して、連続波レーザーを使用してエネルギー密度１ＭＷ／ｃｍ^２以上で、照射速度２０００ｍｍ／ｓｅｃ以上でレーザー光を照射することで粗面化する工程を有しており、
前記レーザー光を照射して粗面化する工程が、金属成形体表面に対して複数本の直線、曲線、または直線と曲線の組み合わせを含む線状溝が形成されるようにレーザー光を照射するとき、レーザー光の照射部分と非照射部分が交互に生じるように照射する工程であり、
前記隣接する線状溝同士の幅方向中間位置の間隔（ピッチ間隔）（Ｐ）が０．１２ｍｍ以上で、等間隔または異なる間隔からなる部分を含んでいるものであり、
前記ピッチ間隔（Ｐ）（μｍ）とレーザー光線のスポット径（Ｓ）（μｍ）の比（Ｐ／Ｓ）が６．７９～１０である、金属成形体表面の粗面化方法。

【請求項3】

金属成形体の開口部の全部または一部に樹脂成形体を接合させてシールするシール方法であって、
前記金属成形体が、内部空間を有し、前記内部空間と接続された開口部を有するものであり、
前記金属成形体の樹脂成形体との接合面に対して、連続波レーザーを使用してエネルギー密度１ＭＷ／ｃｍ^２以上で、照射速度２０００ｍｍ／ｓｅｃ以上でレーザー光を照射する、金属成形体表面の粗面化方法を実施することで粗面化する工程を有しており、
前記レーザー光を照射して粗面化する工程が、前記接合面に対して、複数本の直線、曲線、または直線と曲線の組み合わせを含む線状溝を形成するように連続波レーザー光を連続照射するとき、または連続波レーザー光の照射部分と非照射部分が交互に生じるように照射するとき、前記接合面に沿って、前記金属成形体の内部空間から前記金属成形体の外部空間に至る経路を横切るようにして複数の線状溝を形成し、かつ前記複数の線状溝同士の間の少なくとも一部に粗面化されていない接合面が残されるようにする工程であり、
隣接する線状溝同士の幅方向中間位置の間隔（ピッチ間隔）（Ｐ）が０．１２ｍｍ以上で、等間隔または異なる間隔からなる部分を含んでいるものであり、
前記ピッチ間隔（Ｐ）（μｍ）とレーザー光線のスポット径（Ｓ）（μｍ）の比（Ｐ／Ｓ）が４～１２．５であって、
前工程において粗面化された金属成形体の接合面を含む部分を金型内に配置し、樹脂を射出成形または圧縮成形して形成した樹脂成形体により前記開口部をシールする工程を有している、シール方法。

【請求項4】

樹脂成形体を用いて第１金属成形体と第２金属成形体とをシールするシール方法であって、
前記第１金属成形体の第１の接合面および前記第２金属成形体の第２の接合面に対して、連続波レーザーを使用してエネルギー密度１ＭＷ／ｃｍ^２以上で、照射速度２０００ｍｍ／ｓｅｃ以上でレーザー光を照射する、金属成形体表面の粗面化方法を実施することで粗面化する工程を有しており、
前記工程が、前記第１の接合面および前記第２の接合面のそれぞれに、連続波レーザー光を連続照射、または連続波レーザー光の照射部分と非照射部分が交互に生じるように照射して、複数本の直線、曲線、または直線と曲線の組み合わせを含む線状溝を形成するように複数の線状溝を形成し、かつ前記複数の線状溝同士の間の少なくとも一部に粗面化されていない接合面が残されるようにする工程を含み、
隣接する線状溝同士の幅方向中間位置の間隔（ピッチ間隔）（Ｐ）が０．１２ｍｍ以上で、等間隔または異なる間隔からなる部分を含んでいるものであり、
前記ピッチ間隔（Ｐ）（μｍ）とレーザー光線のスポット径（Ｓ）（μｍ）の比（Ｐ／Ｓ）が４～１２．５であって、
前記第１金属成形体の第１の接合面を含む部分と前記第２金属成形体の第２の接合面を含む部分を金型内に配置し、樹脂を射出成形または圧縮成形することにより、第１の金属成形体と第２の金属成形体の間に樹脂成形体を接合させてシールする工程を有している、シール方法。

【請求項5】

前記粗面化する工程が、前記第１の金属成形体と前記第２の金属成形体とが組み合わせられたときに、前記第１の接合面および前記第２の接合面に沿って前記第１の金属成形体の内部空間から外部空間に至る経路を横切るようにして、前記第１の接合面および前記第２の接合面に複数の線状溝を形成する工程を含む、請求項４記載のシール方法。

【請求項6】

前記第１の金属成形体の前記第１の接合面は環状の内側面であり、前記第２の金属成形体の前記第２の接合面は前記環状の内側面に対して隙間を置いて配置される筒状の外側周面であり、前記隙間に樹脂成形体が接合されてシールされる、請求項４または５記載のシール方法。

【請求項7】

前記第１の金属成形体の前記第１の接合面は第１の管の一端部の外表面であり、前記第２の金属成形体の前記第２の接合面は第２の管の一端部の外表面であり、前記第１の管の一端部の端面と前記第２の管の一端部の端面が当接され、筒状の樹脂成形体が前記第１の接合面および前記第2の接合面を外側からシールする、請求項４または５記載のシール方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属成形体表面の粗面化方法と、この方法を使用したシール方法に関する。
背景技術

【0002】

特開２０１８－９４７７７号公報には、開口部を有する金属成形体に樹脂成形体を接合させて開口部をシールする方法として、特定照射条件の連続波レーザー光を使用する発明が記載されている。

【0003】

また特許第５７０１４１４号公報には、金属成形体と樹脂成形体を接合させる方法として、金属成形体の表面に対して、連続波レーザーを使用して２０００ｍｍ／ｓｅｃ以上の照射速度でレーザー光を連続照射することで前記金属成形体の表面を粗面化した後、樹脂成形体と接合して複合成形体を製造する発明が記載されている。
発明の概要

【0004】

本発明は、その幾つかの例において、金属成形体表面の粗面化方法を提供することに向けられている。また本発明は別の幾つかの例において、金属成形体と樹脂成形体を接合することで、高いシール性で金属成形体の開口部をシールするシール方法を提供することに向けられている。

【0005】

幾つかの例示的な形態において、本発明は、金属成形体表面の粗面化方法であって、
前記金属成形体表面に対して、連続波レーザーを使用して、エネルギー密度１ＭＷ／ｃｍ^２以上、照射速度２０００ｍｍ／ｓｅｃ以上でレーザー光を照射することで粗面化する工程を有しており、
前記レーザー光を照射して粗面化する工程が、金属成形体表面に対して複数本の直線、曲線、または直線と曲線の組み合わせの線状溝が形成されるようにレーザー光を線状に連続照射する工程であり、
隣接する線同士の間隔（ピッチ間隔）（Ｐ）が０．１２ｍｍ以上であり、前記ピッチ間隔（Ｐ）（μｍ）とレーザー光線のスポット径（Ｓ）（μｍ）の比（Ｐ／Ｓ）が４～１２．５である、金属成形体表面の粗面化方法を提供する。

【0006】

また別の幾つかの例示的な形態において、本発明は、金属成形体表面の粗面化方法であって、
前記金属成形体表面に対して、連続波レーザーを使用して、エネルギー密度１ＭＷ／ｃｍ^２以上、照射速度２０００ｍｍ／ｓｅｃ以上でレーザー光を照射することで粗面化する工程を有しており、
前記レーザー光を照射して粗面化する工程が、金属成形体表面に対して複数本の直線、曲線、または直線と曲線の組み合わせの線状溝が形成されるようにレーザー光を線状に照射するとき、レーザー光の照射部分と非照射部分が交互に生じるように照射する工程であり、
隣接する線同士の間隔（ピッチ間隔）（Ｐ）が０．１２ｍｍ以上であり、前記ピッチ間隔（Ｐ）（μｍ）とレーザー光線のスポット径（Ｓ）（μｍ）の比（Ｐ／Ｓ）が５～１２．５である、金属成形体表面の粗面化方法を提供する。

【0007】

別の幾つかの例示的な形態において、本発明は、上記したいずれかの金属成形体表面の粗面化方法を使用したシール方法を提供する。シール方法は、例えば、金属成形体に樹脂成形体を接合させて金属成形体の開口部の全部または一部シールするシール方法であってよく、金属成形体は、シールされる開口部と接続された内部空間に有するものであってよい。金属成形体の樹脂成形体との接合面は、上記したいずれかの粗面化方法を使用して粗面化されて、接合面に複数本の直線、曲線、または直線と曲線の組み合わせの線状溝が形成されてよい。またこれら複数本の線状溝は、金属成形体の内部空間から金属成形体の外部空間に至る経路、例えば接合面に沿って内部空間から金属成形体の外部空間に至る最短経路を横切るように形成されてよい。複数の線状溝同士の間の少なくとも一部には、粗面化されていない接合面が残されていてよい。粗面化された金属成形体の接合面を含む部分は金型内に配置され、樹脂を射出成形または圧縮成形して形成した樹脂成形体により、開口部の全部または一部のシールが行われてよい。

【0008】

本発明の例による金属成形体表面の粗面化方法によれば、例えば樹脂成形体とのシール性に優れた接合面を得ることができる。または本発明の例によるシール方法によれば、例えば内部空間を有する金属成形体の開口部を樹脂成形体で塞いでシールすることにより高いシール性が得られる。別の例では、２つの金属成形体の間を樹脂成形体でシールするときに、高いシール性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１（ａ）は本発明の例示的な金属成形体表面の粗面化方法において形成した例示的な線状溝の一実施形態の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）とは異なる例示的な線状溝の実施形態の平面図、図１（ｃ）は図１（ａ）、図１（ｂ）とは異なる例示的な線状溝の実施形態の平面図。

【0010】

【図2】図２（ａ）は図１とは異なる本発明の例示的な金属成形体表面の粗面化方法において形成した例示的な線状溝の一実施形態の平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）とは異なる例示的な線状溝の実施形態の平面図。

【0011】

【図3】図３（ａ）、図３（ｂ）は、図２の実施形態を実施するためのレーザー照射方法の例示的な別実施形態の説明図。

【0012】

【図4】図４（ａ）は本発明の例示的なシール方法を適用する金属成形体の例示的な一実施形態の斜視図、図４（ｂ）は図４（ａ）の一端側からの平面図。

【0013】

【図5】図５（ａ）は図４の金属成形体に対してレーザー光を照射して粗面化するときのレーザー光の照射方法の例示的な一実施形態を示す平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）とは異なるレーザー光の照射方法の例示的な実施形態を示す平面図、図５（ｃ）は図５（ａ）、図５（ｂ）とは異なるレーザー光の照射方法の例示的な実施形態を示す平面図。

【0014】

【図6】図６は図４の例示的な金属成形体の表面に図５（ａ）に示す実施形態でレーザー光を照射した後の例示的な軸方向の部分断面図。

【0015】

【図7】図７は図６の実施形態のように金属成形体を粗面化した後、開口部を樹脂成形体でシールした状態を示す例示的な軸方向の部分断面図。

【0016】

【図8】図８は図６の実施形態に対応する比較形態を示す例示的な軸方向の部分断面図。

【0017】

【図9】図９は図７の実施形態に対応する金属成形体の開口部を樹脂成形体でシールした比較形態を示す例示的な軸方向の部分断面図。

【0018】

【図10】図１０（ａ）は本発明の例示的なシール方法を適用する例示的な金属成形体の斜視図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の金属成形体の開口部を樹脂成形体でシールした状態を示す例示的な斜視図。

【0019】

【図11】図１１（ａ）～図１１（ｄ）は、本発明の例示的なシール方法の別実施形態を説明するための断面図。

【0020】

【図12】図１２（ａ）は、２本のパイプに対して本発明の例示的なシール方法を適用した状態を示す長さ方向の断面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）の部分拡大断面図。

【0021】

【図13】図１３は実施例１と比較例１～４で得られた複合成形体のシール性の試験方法の例示的な説明図。

【0022】

【図14】図１４は実施例１における粗面化状態を示す表面のＳＥＭ写真。

【0023】

【図15】図１５は比較例１における粗面化状態を示す表面のＳＥＭ写真。

【0024】

【図16】図１６は比較例２における粗面化状態を示す表面のＳＥＭ写真。

【0025】

【図17】図１７は比較例３における粗面化状態を示す表面のＳＥＭ写真。

【0026】

【図18】図１８は比較例４における粗面化状態を示す表面のＳＥＭ写真。

【0027】

【図19】図１９は実施例２における粗面化状態を示す表面のＳＥＭ写真。

【0028】

【図20】図２０は比較例５における粗面化状態を示す表面のＳＥＭ写真。

【0029】

【図21】図２１は実施例３における粗面化状態を示す表面のＳＥＭ写真。

【0030】

【図22】図２２は比較例６における粗面化状態を示す表面のＳＥＭ写真。

【発明を実施するための形態】

【0031】

＜金属成形体表面の粗面化方法＞
本発明の粗面化方法で使用する金属成形体の金属は特に制限されるものではなく、用途に応じて公知の金属から適宜選択することができる。例えば、鉄、各種ステンレス、アルミニウム、亜鉛、チタン、銅、黄銅、クロムめっき鋼、マグネシウムおよびそれらを含む合金、タングステンカーバイド、クロミウムカーバイドなどのサーメットから選ばれるものを挙げることができる。幾つかの例示的な形態では、本発明の粗面化方法は、これらの金属に対して、アルマイト処理、めっき処理などの表面処理を施したものにも適用できる。

【0032】

幾つかの例によれば、レーザー光照射して粗面化する工程におけるレーザー光の照射方法としては、
（Ｉ）粗面化対象となる金属成形体の接合面に対して、直線、曲線、または直線と曲線の組み合わせを含む線状溝が形成されるようにレーザー光を連続的に照射する方法（第１のレーザー光照射方法）と、
（ＩＩ）粗面化対象となる金属成形体の表面に対して、直線、曲線、または直線と曲線の組み合わせを含む線状溝が形成されるようにレーザー光を照射するとき、レーザー光の照射部分と非照射部分が交互に生じるように照射する方法（第２のレーザー照射方法）のいずれかのレーザー照射方法を使用することができる。

【0033】

＜第１のレーザー照射方法＞
粗面化対象となる金属成形体表面の接合面に対して所定のエネルギー密度と照射速度で連続波レーザー光を連続照射する第１のレーザー照射方法は公知であり、例えば特許第５７７４２４６号公報、特許第５７０１４１４号公報、特許第５８６０１９０号公報、特許第５８９００５４号公報、特許第５９５９６８９号、特開２０１６－４３４１３号公報、特開２０１６－３６８８４号公報、特開２０１６－４４３３７号公報に記載されたレーザー光の連続照射方法と同様にして実施することができる。

【0034】

1つの好ましい実施形態では、エネルギー密度は１ＭＷ／ｃｍ^２以上にすることができる。レーザー光の照射時のエネルギー密度は、レーザー光の出力（Ｗ）と、レーザー光（スポット面積（ｃｍ^２）（π×〔スポット径／２〕^２）から求められる。レーザー光の照射時のエネルギー密度は、1つの好ましい実施形態では２～１０００ＭＷ／ｃｍ^２であり、別の好ましい実施形態では１０～８００ＭＷ／ｃｍ^２であり、さらに別の好ましい実施形態では１０～７００ＭＷ／ｃｍ^２であることができる。

【0035】

1つの好ましい実施形態では、レーザー光の照射速度は２０００ｍｍ／ｓｅｃ以上であり、別の好ましい実施形態では２，０００～２０，０００ｍｍ／ｓｅｃであり、さらに別の好ましい実施形態では２，０００～１８、０００ｍｍ／ｓｅｃであり、さらに別の好ましい実施形態では３，０００～１５、０００ｍｍ／ｓｅｃであることができる。

【0036】

1つの好ましい実施形態では、レーザー光の出力は４～４０００Ｗであり、別の好ましい実施形態では５０～２５００Ｗであり、さらに別の好ましい実施形態では１５０～２０００Ｗであることができる。他のレーザー光の照射条件が同一であれば、出力が大きいほど孔（溝）深さは深くなり、出力が小さいほど孔（溝）深さは浅くなる。

【0037】

1つの好ましい実施形態では、波長は５００～１１，０００ｎｍである。1つの好ましい実施形態では、スポット径（Ｓ）は５～８０μｍであることができる。

【0038】

レーザー光の照射方向は、例えば一方向に照射する方法、双方向から照射する方法、またはこれらを組み合わせた照射方法を使用することができる。

【0039】

1つの好ましい実施形態では、焦点はずし距離は、－５～＋５ｍｍであり、別の好ましい実施形態では－１～＋１ｍｍであり、さらに別の好ましい実施形態では－０．５～＋０．１ｍｍであることができる。焦点はずし距離は、設定値を一定にしてレーザー照射しても良いし、焦点はずし距離を変化させながらレーザー照射しても良い。例えば、レーザー照射時に、焦点はずし距離を小さくしていくようにしたり、周期的に大きくしたり小さくしたりしても良い。焦点はずし距離が－（マイナス）であると、孔深さは深くなる。

【0040】

繰り返し回数（一つの孔または溝を形成するための合計のレーザー光の照射回数）は、溝深さに応じて調整されるものであるが、1つの好ましい実施形態では１～３０回であり、別の好ましい実施形態では５～２０回であることができる。同一のレーザー照射条件であれば、繰り返し回数が多いほど溝深さが深くなり、繰り返し回数が少ないほど溝深さが浅くなる。

【0041】

上記したレーザー照射条件により形成される直線、曲線、または直線と曲線の組み合わせを含む線状溝は、例えば直線の線状溝のみを含む形態、曲線の線状溝のみを含む形態、直線と曲線の線状溝の組み合わせを含む形態などであってよい。例えば、図１（ａ）～図１（ｃ）に示す実施形態にすることができる。

【0042】

図１（ａ）に示す例では、それぞれが間隔をおいて形成された線状溝１～４が示されており、線状溝１～４の間隔（ピッチ間隔Ｐ１）は等間隔である。図１（ａ）では、線状溝１の幅方向中間位置から線状溝２の幅方向中間位置までの間隔がピッチ間隔Ｐ１となる。線状溝１～４の間には、粗面化されていない金属成形体の表面１ａ、２ａ、３ａが残っている。

【0043】

1つの実施形態では、ピッチ間隔Ｐ１は０．１２ｍｍ以上であり、ピッチ間隔（Ｐ）とスポット径（Ｓ）の比（Ｐ／Ｓ）は、1つの好ましい実施形態では４～１２．５であり、別の好ましい実施形態では４～１２であり、より好ましい実施形態では４～１０、より好ましい実施形態では５～１０であることができる。

【0044】

本発明における例によれば、ピッチ間隔とスポット径は、レーザー発振器における設定値（理論値）である。ピッチ間隔は、設定値と実際値（レーザー照射後の測定値）が一致するものであるが、スポット径（溝幅）はレーザー照射時の熱による変形などの要因もあって、理論値と実際値が一致しない場合も含まれる。

【0045】

図１（ｂ）に示す例では、それぞれが間隔をおいて形成された線状溝１１～１４が示されており、ピッチ間隔Ｐ１１とＰ１２は異なっている（Ｐ１１＜Ｐ１２）。図１（ｂ）に示す例では、線状溝１１の幅方向中間位置から線状溝１２の幅方向中間位置までの間隔がピッチ間隔Ｐ１１となり、線状溝１２の幅方向中間位置から線状溝１３の幅方向中間位置までの間隔がピッチ間隔Ｐ１２となり、線状溝１３の幅方向中間位置から線状溝１４の幅方向中間位置までの間隔もピッチ間隔Ｐ１２となる。線状溝１１～１４の間には、粗面化されていない金属成形体の表面１１ａ、１２ａ、１３ａが残っている。

【0046】

1つの実施形態では、ピッチ間隔Ｐ１１、Ｐ１２は０．１２ｍｍ以上であり、ピッチ間隔（Ｐ）とスポット径（Ｓ）の比（Ｐ／Ｓ）は、1つの好ましい実施形態では４～１２．５であり、別の好ましい実施形態では４～１２であり、より好ましい実施形態では４～１０、より好ましい実施形態では５～１０であることができる。

【0047】

幾つかの例では、ピッチ間隔は、ピッチ間隔が同じである群とピッチ間隔が異なる群が交互に形成されているものでもよいし、ランダムに形成されているものでもよい。

【0048】

図１（ｃ）に示す例では、合計で６本の線状溝２１～２６が形成されているが、線状溝２１、２２と線状溝２４、２５は、いずれも近接してレーザー光が照射されたため、２本の線状溝が１本の線状溝になっている形態である。

【0049】

図１（ｃ）に示す例では、１本になっている線状溝２１、２２の幅方向中間位置から線状溝２３の幅方向中間位置までの間隔がピッチ間隔Ｐ２１となり、線状溝２３の幅方向中間位置から１本になっている線状溝２４、２５の幅方向中間位置までの間隔がピッチ間隔Ｐ２１となり、１本になっている線状溝２４、２５の幅方向中間位置から線状溝２６の幅方向中間位置までがピッチ間隔Ｐ２１となる。Ｐ２１は、いずれも同じ間隔であるが、図１（ｂ）に示す実施形態と同様に異なるピッチ間隔を含むこともできる。２本以上の線状溝が１本の線状溝になっている場合も同様に考えることができる。

【0050】

線状溝２１、２２と線状溝２３の間、線状溝２３と線状溝２４、２５の間、線状溝２４、２５と線状溝２６の間には、粗面化されていない金属成形体の表面２２ａ、２３ａ、２５ａが残っている。

【0051】

1つの実施形態では、ピッチ間隔Ｐ２１は０．１２ｍｍ以上であり、ピッチ間隔（Ｐ）とスポット径（Ｓ）の比（Ｐ／Ｓ）は、1つの好ましい実施形態では４～１２．５であり、別の好ましい実施形態で４～１２であり、より好ましい実施形態では４～１０、より好ましい実施形態では５～１０であることができる。

【0052】

幾つかの例では、ピッチ間隔Ｐは、ピッチ間隔Ｐが同じである群とピッチ間隔Ｐが異なる群が交互に形成されているものでもよいし、ランダムに形成されているものでもよい。

【0053】

本発明の例によれば、第１のレーザー光照射方法において、ピッチ間隔が０．１２ｍｍ以上で、Ｐ／Ｓが上記範囲内であると、隣接する線状溝同士（レーザー光の照射痕同士）の干渉が少なくなるので繰り返し回数を増加できるほか、意図的に線状溝が形成されない部分を確保することができるため、金属成形体の開口部を樹脂成形体により被覆するシール方法として適用した場合には、特に高圧雰囲気中における気体のリーク防止効果が高められる。

【0054】

＜第２のレーザー光照射方法＞
粗面化対象となる金属成形体表面の接合面に対して所定のエネルギー密度と照射速度で連続波レーザー光を照射するとき、レーザー光の照射部分と非照射部分が交互に生じるように照射する第２のレーザー照射方法は公知であり、例えば特開２０１８－１４４１０４号公報に記載の方法を使用することができる。

【0055】

第２のレーザー光照射方法は、レーザー光の照射部分と非照射部分が交互に生じるように照射することを除いて、第１のレーザー光照射方法と同じ照射条件であることができる。すなわちレーザー光の出力、照射速度、エネルギー密度、繰り返し回数、波長、スポット径、焦点はずし距離などのそれぞれの条件および相互関係を、第１のレーザー光照射方法の場合と同様に選択し実施することができる。

【0056】

第２のレーザー光照射方法において、レーザー光の照射部分と非照射部分が交互に生じるように照射するとは、例えば図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように点線状の線状溝を形成する実施形態を含んでいる。

【0057】

図２（ａ）および図２（ｂ）の点線状溝３１は、レーザー光の照射部分３１ａと、レーザー光の照射部分３１ａと長さ方向に隣接するレーザー光の照射部分３１ａの間にあるレーザー光の非照射部分３１ｂとが交互に生じて、全体として点線状の線状溝３１が形成されるように照射した状態を示している。他の点線状溝３２～３５も同様である。

【0058】

図２（ａ）では、隣接する点線状溝３１～３５において、レーザー光の照射部分とレーザー光の非照射部分が同じ位置になるように照射されている。このため、点線状溝３１～３５の長さ方向に直交する方向を列としたとき、レーザー光の照射部分のみからなる列と、レーザー光の非照射部分のみからなる列が長さ方向に交互に並んだ形態になっている。

【0059】

図２（ｂ）では、隣接する点線状溝３１～３５のレーザー光の照射部分とレーザー光の非照射部分が交互に異なる位置になるように照射されている。このため、点線状溝３１～３５の長さ方向に直交する方向を列としたとき、レーザー光の照射部分とレーザー光の非照射部分が、一つの列方向に交互に存在する形態になっている。

【0060】

第１のレーザー照射方法について記載したように、レーザー光は、繰り返して複数回照射することができ、繰り返し回数は、例えば１～３０回、別の例では５～２０回にすることができる。繰り返して複数回照射するときは、レーザー光の照射部分３１ａを同じにしてもよいし、レーザー光の照射部分をずらして、レーザー光の照射部分３１ａを異ならせてもよい。

【0061】

レーザー光の照射部分３１ａを同じにして複数回照射したときは点線状の溝が形成されるが、レーザー光の照射部分３１ａをずらして、即ち、最初はレーザー光の非照射部分３１ｂであった部分にレーザー光の照射部分３１ａが重なるようにずらして照射することを繰り返すと、点線状に照射した場合であっても、最終的には実線状の溝が形成されることになる。かくして第２のレーザー照射方法によって形成される、直線、曲線、または直線と曲線の組み合わせを含む線状溝は、点線状の線状溝または実線状の線状溝であることができる。

【0062】

第２のレーザー光照射方法を、金属成形体の開口部を含む部分の全部または一部に樹脂成形体を接合させてシールするシール方法に使用する場合には、シール性を高める観点から、上記のように実線状の溝を形成するようにレーザー光を照射する方法が好ましい場合がある。

【0063】

金属成形体に対して連続的にレーザー光を照射すると、照射面の温度が上昇することから、厚さの小さい成形体ではそりなどの変形が生じるおそれもあるため、冷却するなどの対策が必要になる場合がある。しかし、図２に示すように点線状の溝３１～３５を形成するようにレーザー光を照射すると、レーザー光の照射部分３１ａとレーザー光の非照射部分３１ｂが交互に生じ、レーザー光の非照射部分３１ｂでは冷却されていることになるため、レーザー光の照射を継続した場合、厚さの小さい成形体でもそりなどの変形が生じ難くなる。このとき、上記のようにレーザー光の照射部分を異ならせた（レーザー光の照射部分をずらした）場合でも、レーザー光の照射時には点線状に照射されているため、同様の効果が得られる。

【0064】

図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように複数の点線状溝が形成されるようにレーザー光を照射したときでも、図１（ａ）～図１（ｃ）と同様にレーザー光を照射して、隣接する点線状溝３１～３５のピッチ間隔を等間隔または異なる間隔にすることができる。図２では、ピッチ間隔Ｐ３１＜ピッチ間隔Ｐ３２である。

【0065】

点線状溝３１と点線状溝３２の間隔（それぞれの幅方向中間位置の間の距離）Ｐ３１と、点線状溝３２と点線状溝３３の間隔（それぞれの幅方向中間位置の間の距離）Ｐ３１は同じである。点線状溝３３と点線状溝３４の間隔（それぞれの幅方向中間位置の間の距離）Ｐ３２と、点線状溝３３と点線状溝３４の間隔（それぞれの幅方向中間位置の間の距離）Ｐ３２は同じである。線状溝３１～３５の間には、粗面化されていない金属成形体の表面３６、３７が残っている。

【0066】

図１（ａ）～（ｃ）と同様に、1つの実施形態では、図２（ａ）に示す隣接する点線状溝同士のピッチ間隔Ｐ３１、Ｐ３２は０．１２ｍｍ以上であり、ピッチ間隔（Ｐ）とスポット径（Ｓ）の比（Ｐ／Ｓ）は４～１２．５であり、１つの好ましい例では４～１２であってよくり、別の好ましい例では４～１０、より好ましい実施形態では５～１０であることができる。

【0067】

1つの実施形態では、図２に示すレーザー光の照射部分３１ａの長さ（Ｌ１）とレーザー光の非照射部分３１ｂの長さ（Ｌ２）は、Ｌ１／Ｌ２＝１／９～９／１の範囲になるように調整することができる。レーザー光の照射部分３１ａの長さ（Ｌ１）は、複雑な多孔構造に粗面化する観点から、1つの実施形態では０．０５ｍｍ以上であることができ、別の実施形態では０．１～１０ｍｍであることができ、さらに別の実施形態では０．３～７ｍｍであることができる。

【0068】

1つの例示的な実施形態では、第２のレーザー光照射方法では、レーザーの駆動電流を直接変換する直接変調方式の変調装置をレーザー電源に接続したファイバーレーザー装置を使用し、デューティ比（ｄｕｔｙ ｒａｔｉｏ）を調整してレーザー照射することができる。

【0069】

レーザーの励起には、パルス励起と連続励起の２種類があり、パルス励起によるパルス波レーザーは一般にノーマルパルスと呼ばれる。しかし連続励起であってもパルス波レーザーを作り出すことが可能である。例えばＱスイッチパルス発振方法、ＡＯＭやＬＮ光強度変調機により時間的に光を切り出すことでパルス波レーザーを生成させる外部変調方式、レーザーの駆動電流を直接変調してパルス波レーザーを生成する直接変調方式などにより、パルス波レーザーを作り出すことができる。

【0070】

上記した１つの例示的な実施形態は、レーザーの駆動電流を直接変換する直接変調方式の変調装置をレーザー電源に接続したファイバーレーザー装置を使用することで、レーザーを連続励起させてパルス波レーザーを作り出すものであり、第１のレーザー光照射方法で使用した連続波レーザーとは別のものである。但し、エネルギー密度、レーザー光の照射速度、レーザー光の出力、波長、スポット径、焦点はずし距離は、第１のレーザー光照射方法と同様に実施することができる。

【0071】

デューティ比は、レーザー光の出力のＯＮ時間とＯＦＦ時間から次式により求められる比である。
デューティ比（％）＝ＯＮ時間／（ＯＮ時間＋ＯＦＦ時間）×１００

【0072】

デューティ比は、上記のＬ１／（Ｌ１＋Ｌ２）に対応するものであるから、例えば１０～９０％の範囲から選択することができる。デューティ比を調整してレーザー光を照射することで、図２に示すような点線状に照射することができる。デューティ比が大きいと粗面化工程の効率は良くなるが、冷却効果は低くなり、デューティ比が小さいと冷却効果は良くなるが、粗面化効率は悪くなる。目的に応じて、デューティ比を調整することができる。

【0073】

1つの例示的な実施形態では、第２のレーザー光照射工程では、粗面化対象となる金属成形体の表面上に、間隔をおいてレーザー光を通過させないマスキング材を配置した状態でレーザーを連続照射する方法を適用できる。マスキング材は、金属成形体に直接接触しても接触していなくとも良い。複数回照射するときは、マスキング材の位置を変化させることで、金属成形体全体を粗面化させることができる。

【0074】

この実施形態の１つの例では、図３（ａ）のように金属成形体１１０の上に間隔をおいて複数枚のマスキング材１１１を配置した状態で、レーザーを連続照射する。マスキング材としては、熱伝導率の小さい金属などを使用することができる。その後、マスキング材１１１を取り去ると、図３（ｂ）に示すとおり、図２と同様にレーザー光の照射部分１０１と非照射部分１０２が長さ方向に交互に生じた点線状溝が形成されている。

【0075】

図３（ａ）、図３（ｂ）に示す実施形態の場合にも、マスキング材１１１の部分では冷却されていることになるため、レーザー光の照射を継続した場合、厚さの小さい成形体でもそりなどの変形が生じ難くなる。

【0076】

第２のレーザー光照射方法において、ピッチ間隔が０．１２ｍｍ以上で、Ｐ／Ｓが上記範囲内であると、隣接する線状溝同士（レーザー光の照射痕同士）の干渉が少なくなるので繰り返し回数を増加できるほか、意図的に線状溝が形成されない部分を確保することができるため、金属成形体の開口部を樹脂成形体で被覆するシール方法として適用した場合には、特に高圧雰囲気中における気体のリーク防止効果が高められる。

【0077】

第１のレーザー光照射方法と第２のレーザー光照射方法で使用するレーザーは公知のものを使用することができ、例えば、ＹＶＯ４レーザー、ファイバーレーザー（シングルモードファイバーレーザー、マルチモードファイバーレーザー）、エキシマレーザー、炭酸ガスレーザー、紫外線レーザー、ＹＡＧレーザー、半導体レーザー、ガラスレーザー、ルビーレーザー、Ｈｅ－Ｎｅレーザー、窒素レーザー、キレートレーザー、色素レーザーを使用することができる。

【0078】

レーザー光照射して粗面化する工程において、第１のレーザー光照射方法または第２のレーザー光照射方法を実施したときは、上記したエネルギー密度と照射速度を満たすように金属成形体にレーザー光を照射すると、金属成形体の表面は溶融しながら一部が蒸発されることから、複雑な構造の多孔構造を有する溝が形成されると考えられる。しかしながら本発明は、このような作用に何ら拘束されるものではない。

【0079】

このときに形成される多孔構造は、例えば特許第５７７４２４６号公報の図７または図８、特許第５７０１４１４号公報の図７または図８に示されるものと同じか、または類似する複雑な多孔構造でありうる。一方、上記したエネルギー密度または照射速度を満たさない場合には、金属成形体の表面は昇華して孔が形成されるか（通常のパルスレーザー照射により形成される孔）、または溶融（レーザー溶接）してしまい、複雑な構造を有する溝は形成されないと考えられる。

【0080】

＜シール方法＞
本発明のシール方法は、幾つかの例示的な実施形態において、金属成形体の開口部を含む部分の全部または一部に樹脂成形体を接合させてシールするシール方法であることができる。また別の幾つかの例示的な実施形態において、本発明のシール方法は、金属成形体（第１の金属成形体）と、別の金属成形体（第２の金属成形体）とを、樹脂成形体を接合させてシールするシール方法であることができる。

【0081】

1つの例示的な実施形態では、金属成形体は、内部空間を有し、前記内部空間と接続された開口部を有していてよい。樹脂の射出成形または圧縮成形によって形成される樹脂成形体により前記開口部が閉塞できるものであれば、金属成形体の形状、厚さ、構造および大きさは特に制限されるものではない。金属成形体の金属としては、上記した金属成形体表面の粗面化方法に用いられる金属と同じ金属を使用することができる。

【0082】

本発明のシール方法は、金属成形体表面の樹脂成形体との接合面に対して、連続波レーザーを使用して、エネルギー密度１ＭＷ／ｃｍ^２以上で、照射速度２０００ｍｍ／ｓｅｃ以上でレーザー光を照射することで粗面化する工程を有している。

【0083】

1つの例示的な実施形態では、前記粗面化する方法としては、上記した金属成形体表面の粗面化方法に関連して説明したのと同じ第１のレーザー光照射方法または第２のレーザー光照射方法のいずれかを使用することができる。別の例示的な実施形態では、ピッチ間隔Ｐが０．１２ｍｍ以上であること、ピッチ間隔（Ｐ）（μｍ）とレーザー光線のスポット径（Ｓ）（μｍ）の比（Ｐ／Ｓ）が４～１２．５であることという要件の一方または両方を満たさない場合であっても、他の条件を第１のレーザー光照射方法または第２のレーザー光照射方法と同様にして、公知の連続波レーザー光を照射する方法であってもよい。

【0084】

（１）図４～図７に示す実施形態
図４～図７により本発明のシール方法の例示的な一実施形態を説明する。図４（ａ）、図４（ｂ）は、本発明で使用することのできる金属成形体の１つの形態を示すものである。

【0085】

示されているように、筒状の金属成形体４０は、第１端面４１、反対側の第２端面４２、外周面４３ａ、内周面４３ｂを有し、さらに内部空間となる貫通孔４４を有している。貫通孔４４は、第１端面４１側に第１開口部４４ａ、第２端面４２側に第２開口部４４ｂを有している。

【0086】

図４（ａ）に示す筒状の金属成形体４０を使用して、第１開口部４４ａを閉塞しようとするとき、第１端面４１の第１開口部４４ａを包囲する環状接合面４５（図４（ｂ））に対してレーザー光を照射して、複数本の直線、曲線、または直線と曲線の組み合わせを含む線状溝を形成させて粗面化することができる。

【0087】

レーザー光を照射して粗面化する工程においては、金属成形体４０の樹脂成形体６０（例えば図７参照）との環状接合面４５に対して、複数本の直線、曲線、または直線と曲線の組み合わせを含む線状溝を形成するように連続波レーザー光を照射するとき、金属成形体４０の内部空間（貫通孔）４４から金属成形体４０の外部空間に至る経路（例えば典型的には最短経路）を横切るようにして複数の線状溝を形成し、かつ複数の線状溝同士の間の少なくとも一部に粗面化されていない環状接合面４５が残されるようにする。このようなレーザー光の照射形態としては、例えば図５（ａ）～図５（ｃ）に示す実施形態があるが、これらに限定されるものではない。

【0088】

図５（ａ）、図６に示す実施形態では、金属成形体４０の第１端面４１の環状接合面４５に対して、貫通孔４４の中心を基準とする直径の異なる複数の同心円状の線状溝５０～５２が形成されている。同心円状の線状溝５０～５２は、金属成形体４０の内部空間（貫通孔）４４から金属成形体４０の外部空間に至る経路（例えば最短経路）（例えば、図５（ａ）中の接合面４５に沿った２本の矢印で表される）を横切るようにして形成されている。

【0089】

環状接合面４５に形成されている同心円状の線状溝５０～５２の間には、粗面化されていない環状接合面４５の部分が残っており、環状接合面４５のこれらの部分は同心円状の線状溝５０～５２の間に連続的に壁となって存在している。

【0090】

図５（ｂ）に示す実施形態では、金属成形体４０の第１端面４１の環状接合面４５に対して、渦巻き状の線状溝５３が形成されている。図５（ｂ）の実施形態の長さ方向の断面図は、図６と同様の断面図になる。示されているように、渦巻き状の線状溝５３は、金属成形体４０の内部空間（貫通孔）４４から金属成形体４０の外部空間に至る経路（例えば最短経路）（例えば、図５（ｂ）中の接合面４５に沿った２本の矢印で表される）を横切るようにして形成されている。

【0091】

環状接合面４５に形成されている渦巻き状の線状溝５３の各巻きの間には、粗面化されていない環状接合面４５の部分が残っており、環状接合面４５のこれらの部分は渦巻き状の線状溝５３の各巻きの間に連続的に壁となって存在している。

【0092】

図５（ｃ）に示す実施形態では、金属成形体４０の第１端面４１の環状接合面４５に対して、貫通孔４４の中心を基準とする直径の異なる複数の周方向に不連続な同心円状の線状溝５４～５６が形成されている。図５（ｃ）に示す実施形態では、第２のレーザー光照射方法を適用して、図２（ｂ）に示すような形態の点線状溝（周方向に不連続な同心円状の線状溝５４～５６）が形成されるようにする。

【0093】

周方向に不連続な同心円状の線状溝５４～５６は、金属成形体４０の内部空間（貫通孔）４４から金属成形体４０の外部空間に至る経路（例えば最短経路）（例えば、図５（ｃ）中の接合面４５に沿った２本の矢印）をいずれかの同心円状の線状溝５４～５６が横切るようにして形成されている。即ち、例えば図５（ｃ）中の２本の矢印を見たとき、不連続な同心円状の線状溝５４の線状溝がない部分には不連続な同心円状の線状溝５５の線状溝が存在しており、不連続な同心円状の線状溝５５の線状溝がない部分には、不連続な同心円状の線状溝の線状溝５４、５６が存在するようになっている。

【0094】

環状接合面４５に形成されている周方向に不連続な同心円状の線状溝５４～５６の間には、粗面化されていない環状接合面４５の部分が残っており、環状接合面４５のこれらの部分は同心円状の線状溝５０～５２の間に連続的に壁となって存在している。

【0095】

なお、シール性を高める観点から、１つの例では図５（ａ）、図５（ｂ）の実施形態を使用してよい。図５（ｃ）の実施形態にするときは、レーザー光を照射していない部分（図３（ｂ）の非照射部分１０２に相当する部分）の長さを短くすることができる（例えば、照射部分１０１に相当する部分の長さが７～９：非照射部分１０２に相当する部分の長さが３～１）。さらに図５（ｃ）では三重に不連続な同心円状の線状溝５４～５６が形成されているが、シール性を高める観点から、例えば４重、５重以上に形成することができる。

【0096】

また照射部分に相当する部分１０１と非照射部分に相当する部分１０２をずらしながら連続波レーザー光を照射することで最終的に図５（ａ）と類似した同心円状の線状溝にすることもできるが、最初から連続波レーザー光を連続照射して図５（ａ）のような溝を形成した場合と比べて、金属成形体４０に対する熱的影響を緩和できる。

【0097】

図８は、図５（ａ）～図５（ｃ）に対応する比較形態を示す断面図である。図８に示す比較形態では、例えば、金属成形体４０の第１端面４１の環状接合面４５に対して、複数の同心円状の線状溝が狭い間隔（ピッチ間隔）で形成されたため、隣接する同心円状の線状溝同士が一体となり、環状接合面４５の全面が粗面化された形態を示している。このため、図８に示す実施形態では、図５（ａ）～（ｃ）のように線状溝と線状溝の間に粗面化されていない環状接合面４５は残っていない。

【0098】

シール方法の次の工程においては、例えば前工程において粗面化された金属成形体の開口部を含む接合面を金型内に配置して、樹脂成形体となる樹脂を射出成形または圧縮成形して前記開口部をシールすることができる。１つの具体的な例によれば、前工程において、図４（ａ）の金属成形体４０の第１端面４１の第１開口部４４ａを包囲する環状接合面４５に対してレーザー光を照射して粗面化したときは、第１端面４１側を金型内に配置して、環状接合面４５を含む円と同じ形状および同じ大きさの円になるように樹脂を射出成形または圧縮成形して樹脂成形体６０を形成させ、第１開口部４４ａをシールして複合成形体を得ることができる。

【0099】

図５（ａ）、図６に示す実施形態では、図７に例示するとおり、射出成形または圧縮成形により溶融した樹脂が同心円状の線状溝５０～５２内に入り込み、同心円状の線状溝５０～５２の間の粗面化されてない面（環状接合面４５の部分）と密着され、内部空間、すなわち貫通孔４４の第１開口部４４ａを覆った状態で固まることで、第１開口部４４ａが閉塞されている。本発明のシール方法を適用すれば、金属成形体４０の第１端面４１の環状接合面４５と樹脂成形体６０の間が強い接合力で一体化されることによる第１のシール作用と、金属成形体４０の粗面化されてない環状接合面４５と樹脂成形体６０が密着していることによる第２のシール作用によって、高いシール性を得ることができる。

【0100】

特に貫通孔４４内に高圧気体が封入されているような場合には、第１の作用と第２の作用により高いシール性を発揮できる。図５（ｂ）、図５（ｃ）に示す実施形態においても、図５（ａ）に示す実施形態と同様に２つのシール作用によって高いシール性を発揮できる。

【0101】

これに対して図８、図９に示す比較形態では、射出成形または圧縮成形により溶融した状態が粗面化部分５７内に入り込んだ後で固まることで、金属成形体４０の第１端面４１の環状接合面４５と樹脂成形体６０の間が強い接合力で一体化されることにより第１のシール作用が発揮されることは同じである。しかし図８、図９に示す比較形態では、粗面化されてない環状接合面４５の部分が存在していないことから第２のシール作用が発揮されず、シール性は本発明の実施形態と比べると劣る。

【0102】

また図８、図９に示す比較形態の粗面化部分５７には、非常に複雑な孔構造が形成されているため、孔構造の全てに溶融した樹脂が入り込むことはできず、孔の側面や底面には、第１のシール作用には影響しないが、樹脂と接触していない僅かな隙間が残存している場合が考えられる。そのような僅かな隙間が残存している場合で、かつ金属成形体４０の内部空間（貫通孔４４）に高圧の気体が存在しているような場合には、ごく少量の気体が僅かな隙間を通って金属成形体４０の外部に漏れ出るおそれがある。

【0103】

一方、図５～図７に示す本発明の例による実施形態では、線状溝部分（粗面化部分）に僅かな隙間が残存した場合でも、粗面化されてない環状接合面４５と樹脂成形体６０の密着性が高く、隙間も存在していないため、金属成形体４０の内部空間（貫通孔）４４の気体や液体が金属成形体４０の外部空間まで漏れ出ることを阻止するような作用（第２のシール作用）が発揮されることになり、優れたシール作用が発揮される。なお、粗面化部分がない場合は、第１のシール作用が発揮されないため金属成形体と樹脂成形体が接合できず、第２のシール作用の有無自体を問題にするまでもない。

【0104】

樹脂成形体に使用する樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のほか、熱可塑性エラストマー、ゴム（架橋可能なエラストマーを含み、熱可塑性エラストマーを含まない）も含まれる。

【0105】

熱可塑性樹脂は、用途に応じて公知の熱可塑性樹脂から適宜選択することができる。例えば、ポリアミド系樹脂（ＰＡ６、ＰＡ６６等の脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド）、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂等のスチレン単位を含む共重合体、ポリエチレン、エチレン単位を含む共重合体、ポリプロピレン、プロピレン単位を含む共重合体、その他のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂を挙げることができる。

【0106】

熱硬化性樹脂は、用途に応じて公知の熱硬化性樹脂から適宜選択することができる。例えば、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、レソルシノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ビニルウレタンを挙げることができる。

【0107】

熱可塑性エラストマーは、用途に応じて公知の熱可塑性エラストマーから適宜選択することができる。例えば、スチレン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ニトリル系エラストマー、ポリアミド系エラストマーを挙げることができる。

【0108】

ゴムとしては、エチレン‐プロピレンコポリマー（ＥＰＭ）、エチレン‐プロピレン‐ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、エチレン‐オクテンコポリマー（ＥＯＭ）、エチレン‐ブテンコポリマー（ＥＢＭ）、エチレン‐オクテンターポリマー（ＥＯＤＭ）、エチレン‐ブテンターポリマー（ＥＢＤＭ）などのエチレン‐α‐オレフィンゴム；エチレン／アクリル酸ゴム（ＥＡＭ）、ポリクロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリル‐ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水添ＮＢＲ （ＨＮＢＲ）、スチレン‐ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレン（ＡＣＳＭ）、エピクロルヒドリン（ＥＣＯ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、天然ゴム（合成ポリイソプレンを含む） （ＮＲ）、塩素化ポリエチレン（ＣＰＥ）、ブロム化ポリメチルスチレン‐ブテンコポリマー、スチレン‐ブタジエン‐スチレン（Ｓ‐Ｂ‐Ｓ）およびスチレン‐エチレン‐ブタジエン‐スチレン（Ｓ‐Ｅ‐Ｂ‐Ｓ）ブロックコポリマー、アクリルゴム（ＡＣＭ）、エチレン‐酢酸ビニルエラストマー（ＥＶＭ）、およびシリコーンゴムなどを挙げることができる。

【0109】

架橋可能なエラストマーとしては、架橋可能なフッ素エラストマー、架橋可能なフッ素エラストマーと他の架橋可能なエラストマー（架橋可能なシリコーンエラストマーを含む）の組み合わせ、架橋可能なシリコーンエラストマー、架橋可能なシリコーンエラストマーと他の架橋可能なエラストマー（架橋可能なフッ素エラストマーを含む）の組み合わせなどを使用することができる。

【0110】

架橋可能なフッ素エラストマーは公知のものであってよく、例えば特開２０１３－１４６４０号公報に記載されているフッ素ゴム、熱可塑性フッ素ゴムおよび前記ゴムを含むゴム組成物を挙げることができ、これらの中でもフッ素ゴムが好ましい。また原料となるフッ素エラストマーは、例えば特開２０１３－１４６４０号公報に記載されている架橋剤、架橋促進剤、充填剤を含有する組成物として使用することもできる。

【0111】

架橋可能なシリコーンエラストマーは公知のものであってよく、例えば特開２００４－２７２２８号公報、特開２００７－３０２８９３号公報、特表２０１６－５０５６４７号公報、特表２０１４－５００８８８号公報などに記載されているものを挙げることができる。架橋可能なエラストマーを含むエラストマーまたはそれらを含む組成物のムーニー粘度（ＭＬ１＋１０，１２１℃）は、１つの好ましい例では１０～２００であってよく、別の好ましい例では１０～１００であってよい。

【0112】

これらの熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性エラストマー、ゴム（架橋可能なエラストマーを含み、熱可塑性エラストマーを含まない）には、公知の繊維状充填材を配合することができる。公知の繊維状充填材としては、炭素繊維、無機繊維、金属繊維、有機繊維等を挙げることができる。

【0113】

炭素繊維は周知のものであってよく、ＰＡＮ系、ピッチ系、レーヨン系、リグニン系等のものを用いることができる。無機繊維としては、ガラス繊維、玄武岩繊維、シリカ繊維、シリカ・アルミナ繊維、ジルコニア繊維、窒化ホウ素繊維、窒化ケイ素繊維等を挙げることができる。金属繊維としては、ステンレス、アルミニウム、銅等からなる繊維を挙げることができる。有機繊維としては、ポリアミド繊維（全芳香族ポリアミド繊維、ジアミンとジカルボン酸のいずれか一方が芳香族化合物である半芳香族ポリアミド繊維、脂肪族ポリアミド繊維）、ポリビニルアルコール繊維、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリオキシメチレン繊維、ポリテトラフルオロエチレン繊維、ポリエステル繊維（全芳香族ポリエステル繊維を含む）、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリイミド繊維、液晶ポリエステル繊維などの合成繊維や天然繊維（セルロース系繊維など）や再生セルロース（レーヨン）繊維などを用いることができる。

【0114】

これらの繊維状充填材としては、例えば繊維径が３～６０μｍの範囲のものを使用することができるが、これらの中でも、例えば金属成形体の接合面が粗面化されて形成される孔や溝の開口径より小さな繊維径のものを使用することが好ましい。繊維径は、１つの好ましい例ではは５～３０μｍであってよく、別の好ましい例では７～２０μｍであってよい。

【0115】

（２）図１０に示す実施形態
図１０（ａ）は、本発明のシール方法の別の実施形態の例を示すものである。金属成形体７０は、天面７１、反対側の底面７２、４つの側面７３～７６を有し、さらに内部には内部空間７７を有している。天面７１は内部空間７７と接続された開口部７８を有していることができる。１つの具体的な例によれば、粗面化工程では、天面７１の開口部７８を包囲する環状接合面７９に対して図５（ａ）～図５（ｃ）のいずれかの実施形態でレーザー光を照射して粗面化する。このときの粗面化状態は、図６に示すようになる。

【0116】

その後、天面７１側を金型内に配置して、環状接合面７９を含む円と同じ形状および同じ大きさの円になるように樹脂を射出成形または圧縮成形して樹脂成形体６０を形成させて開口部３８をシールして複合成形体を得ることができる。１つの具体的な例によれば、このときの断面構造は図７に示すようになる。図１０（ｂ）のシールされた複合成形体は、第１のシール作用と第２のシール作用を発揮できることから、高いシール性が得られる。

【0117】

（３）図１１に示すシール方法
図１１（ａ）は、本発明のシール方法のさらに別の実施形態の例を示すものであり、第１金属成形体８０と第２金属成形体９０の２つの金属成形体を使用する。第１金属成形体８０は、外側環状壁部８１、外側環状壁部８１と同一方向に伸ばされた内側環状壁部８２、外側環状壁部８１と内側環状壁部８２の間を接続する環状面部８３を有している。外側環状壁部８１と内側環状壁部８２は、外側環状壁部８１の長さ＞内側環状壁部８２の長さの関係を有している。外側環状壁部８１の環状面部８３に対向する部分は大開口部８４を有しており、内側環状壁部８２の大開口部８４に対向する部分は小開口部８５を有している。

【0118】

第２金属成形体９０は筒状のものであり、第１端面９１、反対側の第２端面９２、周面９３、貫通孔９４、第１端面９１側の第１開口部９４ａ、第２端面９２側の第２開口部９４ｂを有している。

【0119】

粗面化工程は、例えば前記した第１のレーザー光照射方法または第２のレーザー光照射方法により、第１金属成形体の第１の接合面および第２金属成形体の第２の接合面のそれぞれに、複数本の直線、曲線、または直線と曲線の組み合わせを含む線状溝を形成するように複数の線状溝を形成し、かつ前記複数の線状溝同士の間の少なくとも一部に粗面化されていない接合面が残されるようにする工程を含んでいてよい。

【0120】

１つの具体的な例によれば、粗面化工程では、第１金属成形体８０の小開口部８５の内側環状壁部８２の内側面８２ａ（長さＬ１１）と、筒状の第２金属成形体９０の第１端面９１から第２端面９２側の周面９３（外側周面９３ａ）（長さＬ１１）のそれぞれに対して、周方向に環状にレーザー光を照射し、かつそれぞれの環状照射部同士が長さ方向に間隔をおいて形成されるようにレーザー光を照射する方法（図１１（ｂ）参照）、螺旋状にレーザー光を照射する方法などを使用することができる。

【0121】

図１１（ｂ）の例では、第１の接合面である内側面８２ａに沿って第１金属成形体８０の内部空間から外部空間に至る経路（例えば最短経路）を横切るように環状溝８６が形成されており、隣接する環状溝８６の間には、粗面化されていない内側環状壁部８２の内側面８２ａの部分が残存している。

【0122】

またやはり図１１（ｂ）に例示的に示されているように、第２金属成形体９０の第２の接合面である外側周面９３ａにも、接合面に沿って第１端面９１から第２端面９２に至る経路を横切るように環状溝９６が形成されており、隣接する環状溝９６の間には、粗面化されていない第２金属成形体９０の外側周面９３ａの部分が残存している。第２の接合面は、第１の接合面と対向して配置されることが意図されていてよい。

【0123】

次の工程では、第１金属成形体８０の第１の接合面８２ａを含む部分と第２金属成形体９０の第２の接合面９３ａを含む部分を金型内に配置し、樹脂を射出成形または圧縮成形することにより、第１の金属成形体８０と第２の金属成形体９０の間に樹脂成形体を接合させてシールを行うことができる。

【0124】

１つの具体的な例によれば、図１１（ｃ）に示すように、第１金属成形体８０の内側環状壁部８２の中心軸と第２金属成形体９０の中心軸が一致し、かつ第１金属成形体８２の小開口部８５と第２金属成形体９０の第１端面９１が一致するようにして、第１金属成形体８０と第２金属成形体９０の間に隙間を置いて金型内に配置する。このように第１の金属成形体と前記第２の金属成形体とが組み合わせられたときに、環状溝８６と環状溝９６は、前記第１の接合面および前記第２の接合面に沿って第１金属成形体の内部空間から外部空間に至る経路を横切る。その後、樹脂を射出成形または圧縮成形して樹脂成形体９９を形成させて小開口部８５と第２金属成形体９０の隙間をシールして、図１１（ｄ）に示す複合成形体を得る。図１１（ｄ）の複合成形体は、第１のシール作用と第２のシール作用を発揮できることから、高いシール性が得られる。

【0125】

（４）図１２に示すシール方法
図１２は、本発明のシール方法のさらに別実施形態の例を示すものであり、第１金属成形体および第２金属成形体として、第１金属管１６０と第２金属管１７０の２つの金属管を使用する。レーザー照射工程では、第１金属管１６０の第１端部１６１の外表面と第２金属管１７０の第１端部１７１の外表面に対してレーザー光を照射して、粗面化し、後で樹脂と一体化される接合面を形成することができる。

【0126】

レーザー光を照射するときは、第１金属管１６０の第１端部１６１の外表面に対して、周方向に環状に照射し、かつそれぞれの環状照射部同士が長さ方向に間隔をおいて形成されるように照射する方法（図１２（ｂ）参照）、螺旋状に照射する方法などを使用することができる。レーザー光の照射方法は、上記した第１のレーザー光照射方法または第２のレーザー光照射方法を適用することができる。

【0127】

図１２（ｂ）に示すとおり、接合面となる粗面化部分には、第１金属管１６０側の複数の線状溝（環状溝）１６２と、第２金属管１７０側の複数の線状溝（環状溝）１７２が形成された状態になっている。複数の線状溝１６２、１７２は、第１金属管１６０と第２金属管１７０の突き合わせられた端面を通り、これらの管の内部空間から外部空間に至る経路（例えば最短経路）を横切るようにして形成されており、隣接する複数の線状溝１６２、および隣接する複数の線状溝１７２の間には、それぞれ、粗面化されていない部分１６４、１７４が残存している。

【0128】

シール工程では、第１金属管１６０の第１端面１６１と第２金属管１７０の第１端面１７１を当接させた状態で金型内に配置し、樹脂を射出成形または圧縮成形して筒状の樹脂成形体１７５を形成させて、第１金属管１６０と第２金属管１７０を接続する共に接続部分を外側からシールすることができる。図１２（ａ）の複合成形体は、第１のシール作用と第２のシール作用を発揮できることから、高いシール性が得られる。

【実施例】

【0129】

実施例１および比較例１～４
図１３（ａ）に示す形状および寸法（単位はミリ）の環状の金属成形体（アルミニウムＡ５０５２）２００の環状接合面２０１（３９２．５ｍｍ^２の広さ範囲）に対して、表１に示す条件でレーザー光を照射して（第１のレーザー光照射方法）、環状接合面２０１を粗面化した。粗面化後の環状接合面２０１の状態を示すＳＥＭ写真を図１４（実施例１）、図１５（比較例１）、図１６（比較例２）、図１７（比較例３）、図１８（比較例４）に示す。

【0130】

レーザー装置は次のものを使用した。
発振器：ＩＰＧ－Ｙｂファイバー；ＹＬＲ－３００－ＡＣ
集光系：ｆｃ＝８０ｍｍ／ｆθ＝１００ｍｍ
焦点はずし距離：±０ｍｍ（一定）

【0131】

次に、粗面化処理後の金属成形体２００を使用して、下記の方法で射出成形して、金属成形体２００の開口２０２を樹脂成形体２１０で閉塞して環状の複合成形体を得た（図１３（ｂ））。

【0132】

＜射出成形＞
ＧＦ３５％強化ＰＰＳ樹脂（ＤＵＲＡＦＩＤＥ １１３５ＭＦ１：ポリプラスチックス（株）製），ＧＦ（ガラス繊維）
樹脂温度：３２０℃
金型温度：１５０℃
射出成形機：ファナック製ＲＯＢＯＳＨＯＴ Ｓ２０００ｉ１００Ｂ）

【0133】

（最大溝深さ）
最大溝深さ（Ｒｚ）は、レーザー光照射後の面（３９２．５ｍｍ^２の広さ範囲）をワンショット３Ｄ形状測定器ＶＲ－３２００（（株）キーエンス製）で測定した。

【0134】

（シール性試験）
下記装置を使用して評価した。

【0135】

試験機：（株）コスモ計器製のヘリウムリークテスター Ｇ－ＦＩＮＥ
検出法：大気圧法
検出範囲：下限５．００×１０^－７Ｐａ・ｍ^３／ｓ
設定圧力：５００ｋＰａ

【0136】

（ヒートサイクル試験）
上記シール性試験において、試験装置を－４０℃、３０分の雰囲気で維持した後、１２５℃、３０分の雰囲気で維持することを１サイクルとして、合計で５００サイクル繰り返した後のシール性を試験した。

【0137】

【表1】

【0138】

実施例１は、レーザー光照射により形成された線状溝のピッチが広いため、図１４からも明らかなとおり、線状溝の間に粗面化されていない部分が残存していた。このため、ヒートサイクル後のシール性も優れていた。

【0139】

比較例１は、レーザを渦巻き状ではなく、所定のピッチ間隔で複数の同心円状に照射した。レーザー照射の方法は、一方向ではなく、交互になるように照射した（双方向）。具体的には、レーザを開始点から終点に向け円状に照射した後は、その終点からレーザー照射方向と垂直な方向に１ピッチの距離レーザをずらし、さきほどと逆方向にレーザを照射する。この操作を複数回実施することで、環状接合面全体が処理されるようにした。このようにして全面照射する操作を繰返し数1回とした。

【0140】

比較例１はレーザー光のピッチが狭いため、図１５からも明らかなとおり、多数の線状溝が一体になって全面が粗面化された状態になっており、粗面化されていない部分は残存していなかった。このため、ヒートサイクル後のシール性が劣っていた。なお、比較例１では実施例１に比べると繰り返し回数が少なく、最大深さも小さくなっているが、ピッチ間隔が狭いことから、この少ない回数で、ほぼ全面が粗面化された状態になった。それ以上粗面化処理を継続することは、一旦形成された凸部を再度レーザー光で潰して平坦化するような状態になることから中止したものである。

【0141】

なお、実施例１のＳＥＭ写真と比較例１のＳＥＭ写真から測定が容易な箇所を選択してＰ／Ｓを計測したところ、ピッチは設定値と実測値は同じであり、スポット径（溝幅）には誤差があったが、実施例１の実測値はＰ／Ｓ＝４～１２．５を満たしており、比較例１はＰ／Ｓ＜４であった。

【0142】

比較例２～４は、ピッチ間隔は広いが、スポット径（溝幅）が大きいため、Ｐ／Ｓが本発明の範囲外となっていることから、ヒートサイクル後のシール性が劣っていたと考えられる。なお、比較例２～４のうち最も繰り返し回数の多い比較例２の繰り返し回数であっても実施例１と比べると少ないが、スポット径（溝幅）が大きく、最大深さも大きくなったため、試験に使用した環状の金属成形体（厚さ１ｍｍ）では、それ以上繰り返すことは難しかった。

【0143】

実施例２、３および比較例５、６
図１３（ａ）に示す形状および寸法（単位はミリ）の環状の金属成形体（ステンレスＳＵＳ３０４または銅Ｃ２８０１）２００の環状接合面２０１（３９２．５ｍｍ^２の広さ範囲）に対して、表２に示す条件でレーザー光を照射して（第１のレーザー光照射方法）、環状接合面２０１を粗面化した。それぞれの例の粗面化後の表面のＳＥＭ写真を図１９（実施例２）、図２０（比較例５）、図２１（実施例３）、図２２（比較例６）に示す。比較例５および６における「双方向」は、比較例１の場合と同様の照射パターンを指している。

【0144】

レーザー装置は次のものを使用した。
発振器：ＩＰＧ－Ｙｂファイバー；ＹＬＲ－３００－ＡＣ，ｆｂ径：１３μｍ，１０７０ｎｍ
集光系：ＯＰＴＩＣＥＬ Ｄ３０Ｌ－ＣＬ＋ＡＲＧＥＳ社のＳＱＵＩＲＲＥＬ１６（ｆｃ＝８０ｍｍ／ｆθ＝１６３ｍｍ）

【0145】

次に、粗面化処理後の金属成形体２００を使用して、下記の方法で射出成形して、金属成形体２００の開口２０２を樹脂成形体２１０で閉塞して環状の複合成形体を得た（図１３（ｂ））。

【0146】

＜射出成形＞
ＧＦ３５％強化ＰＰＳ樹脂（ＤＵＲＡＦＩＤＥ １１３５ＭＦ１：ポリプラスチックス（株）製），ＧＦ（ガラス繊維）
樹脂温度：３２０℃
金型温度：１５０℃
射出成形機：ファナック製ＲＯＢＯＳＨＯＴ Ｓ２０００ｉ１００Ｂ）

【0147】

実施例１と同様にして最大溝深さ（Ｒｚ）を測定し、シール性は次のように試験した。
（シール性試験）
試験機：（株）コスモ計器 ヘリウムリークテスター Ｇ－ＦＩＮＥ
検出方法：大気圧法
検出範囲：下限 ５．００×１０^－７Ｐａ・ｍ^３／ｓ
設定圧力：５００ｋＰａ

【0148】

【表2】

【0149】

実施例２（図１９）および実施例３（図２１）では、溝と溝の間に粗面化されていない部分が連続的に壁となって気体がリークする経路が遮断されているため（第２のシール作用）、気体が溝を通ってリークし難い構造になっていたと考えられる。これに対して比較例５（図２０）と比較例６（図２２）では、溝と溝の間の壁が不連続となっているため、第２のシール作用が十分に発揮されず、気体がリークし易い構造になっていたと考えられる。

【0150】

このような図面（ＳＥＭ写真）から確認できる粗面化状態は、実施例２、３の溝よりも比較例５、６の溝の方が最大深さは大きかったが、比較例５、６はＰ／Ｓを満たしていないことから、比較例５、６の粗面化状態がシール性（第２のシール作用）を発揮するには十分ではないと考えられることとも合致していた。このような粗面化状態の違いから、シール性の試験から確認できるとおり、実施例２、３のシール性が高く、比較例５、６のシール性が低くなったものと考えられる。

【産業上の利用可能性】

【0151】

本発明の例による金属成形体表面の粗面化方法は、例えば、特許第６４８９７６６号に記載された微粒子の担体、特許第６４２２７０１号に記載された研磨材などの製造方法に用いることができるほか、公知の連続波レーザー光を連続照射する方法と同様にして利用することができる。

【0152】

本発明の例によるシール方法は、金属成形体と樹脂成形体の接続部分のシール性が優れているため、通常の管、三つ叉管などの一部開口部のシール、吸湿防止のための容器（複数の部品が収容されたハウジングなど）開口部のシール、金属管同士の接続およびシールなどに利用することができる。

【符号の説明】

【0153】

１～４ 線状溝
１ａ～３ａ 線状溝が形成されていない部分（粗面化されていない部分）
１１～１４ 線状溝
１１ａ～１３ａ 線状溝が形成されていない部分（粗面化されていない部分）
２１～２６ 線状溝
２２ａ、２３ａ、２５ａ 線状溝が形成されていない部分（粗面化されていない部分）
３１～３５ 点線状溝
３１ａ レーザー光照射部分
３１ｂ レーザー光非照射部分
３６、３７ 点線状溝が形成されていない部分（粗面化されていない部分）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】