WO2020255994A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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WO2020255994A1
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molded body
metal molded
joint surface
roughening
metal
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PCT/JP2020/023697
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French (fr)
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雅彦 板倉
清水　潔
孝之 宇野
法寿 和田
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ダイセルポリマー株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles

Definitions

  • the present invention relates to a method for roughening the surface of a metal molded body and a sealing method using this method.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-94777 describes an invention using continuous wave laser light under specific irradiation conditions as a method of joining a resin molded body to a metal molded body having an opening to seal the opening. ..
  • a continuous wave laser is used to continuously apply laser light to the surface of the metal molded body at an irradiation rate of 2000 mm / sec or more.
  • An invention is described in which the surface of the metal molded body is roughened by irradiation and then bonded to the resin molded body to produce a composite molded body.
  • the present invention is directed to providing a method for roughening the surface of a metal molded body in some examples thereof. Further, in some other examples, the present invention is directed to provide a sealing method for sealing an opening of a metal molded body with high sealing property by joining a metal molded body and a resin molded body.
  • the present invention is a method of roughening the surface of a metal molded article.
  • the surface of the metal molded body is roughened by irradiating the surface of the metal molded body with a laser beam at an energy density of 1 MW / cm 2 or more and an irradiation speed of 2000 mm / sec or more by using a continuous wave laser.
  • the step of irradiating the laser beam to roughen the surface makes the laser beam linear so that a plurality of straight lines, curves, or linear grooves of a combination of straight lines and curves are formed on the surface of the metal molded body.
  • the interval (pitch interval) (P) between adjacent lines is 0.12 mm or more, and the ratio (P / S) of the pitch interval (P) ( ⁇ m) to the spot diameter (S) ( ⁇ m) of the laser beam is 4.
  • the present invention is a method of roughening the surface of a metal molded article. It has a step of roughening the surface of the metal molded body by irradiating the surface of the metal molded body with a laser beam at an energy density of 1 MW / cm 2 or more and an irradiation speed of 2000 mm / sec or more by using a continuous wave laser.
  • the step of irradiating the laser beam to roughen the surface makes the laser beam linear so that a plurality of straight lines, curves, or linear grooves of a combination of straight lines and curves are formed on the surface of the metal molded body.
  • the interval (pitch interval) (P) between adjacent lines is 0.12 mm or more, and the ratio (P / S) of the pitch interval (P) ( ⁇ m) to the spot diameter (S) ( ⁇ m) of the laser beam is 5.
  • a method for roughening the surface of a metal molded body which is ⁇ 12.5.
  • the present invention provides a sealing method using any of the above methods for roughening the surface of a metal molded body.
  • the sealing method may be, for example, a sealing method in which the resin molded body is joined to the metal molded body to seal all or part of the opening of the metal molded body, and the metal molded body is connected to the opening to be sealed. It may have in the internal space.
  • the joint surface of the metal molded product with the resin molded product is roughened using any of the above-mentioned roughening methods, and a plurality of straight lines, curves, or lines of a combination of straight lines and curves are formed on the joint surface.
  • a groove may be formed.
  • these plurality of linear grooves are formed so as to cross a path from the internal space of the metal molded body to the external space of the metal molded body, for example, the shortest path from the internal space to the external space of the metal molded body along the joint surface. It may be formed.
  • An unroughened joint surface may be left at least in a part between the plurality of linear grooves. The part including the joint surface of the roughened metal molded body is arranged in the mold, and the resin molded body formed by injection molding or compression molding of the resin seals all or a part of the opening. You can.
  • a joint surface having excellent sealing properties with a resin molded body can be obtained.
  • high sealing performance can be obtained by, for example, sealing the opening of the metal molded body having an internal space with the resin molded body.
  • high sealing properties can be obtained when sealing between two metal molded bodies with a resin molded body.
  • FIG. 1 (a) is a plan view of an embodiment of an exemplary linear groove formed in the exemplary method for roughening the surface of a metal molded body of the present invention
  • FIG. 1 (b) is a plan view of FIG. 1 (a).
  • FIG. 1 (c) is a plan view of an exemplary linear groove embodiment different from FIGS. 1 (a) and 1 (b).
  • FIG. 2A is a plan view of an embodiment of an exemplary linear groove formed in an exemplary method for roughening the surface of a metal molded body different from FIG. 1, and FIG. 2B is a diagram. 2 (a) is a plan view of an embodiment of an exemplary linear groove different from (a).
  • 3 (a) and 3 (b) are explanatory views of another exemplary embodiment of the laser irradiation method for carrying out the embodiment of FIG.
  • FIG. 4A is a perspective view of an exemplary embodiment of a metal molded body to which the exemplary sealing method of the present invention is applied
  • FIG. 4B is a plan view from one end side of FIG. 4A.
  • FIG. 5 (a) is a plan view showing an exemplary embodiment of a method of irradiating the metal molded body of FIG. 4 with a laser beam to roughen the surface
  • FIG. 5 (b) shows.
  • FIG. 5 (c) shows a laser beam irradiation method different from FIGS. 5 (a) and 5 (b).
  • the plan view which shows an exemplary embodiment.
  • FIG. 6 is an exemplary axial partial cross-sectional view after irradiating the surface of the exemplary metal molded body of FIG. 4 with laser light in the embodiment shown in FIG. 5 (a).
  • FIG. 7 is an exemplary axial partial cross-sectional view showing a state in which the opening is sealed with the resin molded body after the metal molded body is roughened as in the embodiment of FIG.
  • FIG. 8 is an exemplary axial partial cross-sectional view showing a comparative embodiment corresponding to the embodiment of FIG.
  • FIG. 9 is an exemplary axial partial cross-sectional view showing a comparative embodiment in which an opening of a metal molded body corresponding to the embodiment of FIG. 7 is sealed with a resin molded body.
  • FIG. 10 (a) is a perspective view of an exemplary metal molded product to which the exemplary sealing method of the present invention is applied, and FIG. 10 (b) shows an opening of the metal molded product of FIG. 10 (a) made of a resin molded product. An exemplary perspective view showing a sealed state.
  • 11 (a) to 11 (d) are cross-sectional views for explaining another embodiment of the exemplary sealing method of the present invention.
  • FIG. 12 (a) is a sectional view in the length direction showing a state in which the exemplary sealing method of the present invention is applied to two pipes
  • FIG. 12 (b) is a partially enlarged sectional view of FIG. 12 (a).
  • FIG. 13 is an exemplary explanatory view of a method for testing the sealability of the composite molded products obtained in Example 1 and Comparative Examples 1 to 4.
  • FIG. 14 is an SEM photograph of the surface showing the roughened state in Example 1.
  • FIG. 15 is an SEM photograph of the surface showing the roughened state in Comparative Example 1.
  • FIG. 16 is an SEM photograph of the surface showing the roughened state in Comparative Example 2.
  • FIG. 17 is an SEM photograph of the surface showing the roughened state in Comparative Example 3.
  • FIG. 18 is an SEM photograph of the surface showing the roughened state in Comparative Example 4.
  • FIG. 19 is an SEM photograph of the surface showing the roughened state in Example 2.
  • FIG. 20 is an SEM photograph of the surface showing the roughened state in Comparative Example 5.
  • FIG. 21 is an SEM photograph of the surface showing the roughened state in Example 3.
  • FIG. 22 is an SEM photograph of the surface showing the roughened state in Comparative Example 6.
  • the metal of the metal molded product used in the roughening method of the present invention is not particularly limited, and can be appropriately selected from known metals depending on the intended use. For example, iron, various stainless steels, aluminum, zinc, titanium, copper, brass, chrome plated steel, magnesium and alloys containing them, tungsten carbide, chromium carbide and other cermets are selected. In some exemplary forms, the roughening method of the present invention can also be applied to these metals subjected to surface treatments such as alumite treatment and plating treatment.
  • (I) A method of continuously irradiating a joint surface of a metal molded body to be roughened with a laser beam so as to form a straight line, a curved line, or a linear groove including a combination of the straight line and the curved line (I).
  • First laser light irradiation method) and (II) Irradiation of laser light when irradiating the surface of a metal molded body to be roughened with laser light so as to form a straight line, a curved line, or a linear groove including a combination of the straight line and the curved line.
  • Any laser irradiation method can be used, which is a method of irradiating so that the portions and the non-irradiated portions are alternately generated (second laser irradiation method).
  • a first laser irradiation method for continuously irradiating a joint surface of a metal molded body surface to be roughened with continuous wave laser light at a predetermined energy density and irradiation rate is known, for example, Japanese Patent No. 5774246. It is described in Japanese Patent No. 5701414, Japanese Patent No. 5860190, Japanese Patent No. 5890054, Japanese Patent No. 5959689, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-43413, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-36884, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-44337. It can be carried out in the same manner as the continuous irradiation method of laser light.
  • the energy density can be 1 MW / cm 2 or higher.
  • the energy density at the time of laser light irradiation is obtained from the laser light output (W) and the laser light (spot area (cm 2 ) ( ⁇ ⁇ [spot diameter / 2] 2 ).
  • Energy at the time of laser light irradiation. density in one preferred embodiment is 2 ⁇ 1000MW / cm 2, in another preferred embodiment is 10 ⁇ 800MW / cm 2, that in yet another preferred embodiment is 10 ⁇ 700MW / cm 2 it can.
  • the laser light irradiation rate is 2000 mm / sec or higher, in another preferred embodiment 2,000 to 20,000 mm / sec, and in yet another preferred embodiment 2,000 to 18 , 000 mm / sec, and in yet another preferred embodiment, it can be 3,000 to 15,000 mm / sec.
  • the output of the laser light can be 4 to 4000 W, in another preferred embodiment 50 to 2500 W, and in yet another preferred embodiment 150 to 2000 W. If the irradiation conditions of other laser beams are the same, the larger the output, the deeper the hole (groove) depth, and the smaller the output, the shallower the hole (groove) depth.
  • the wavelength is 500-11,000 nm.
  • the spot diameter (S) can be 5-80 ⁇ m.
  • the irradiation direction of the laser light for example, a method of irradiating in one direction, a method of irradiating from both directions, or an irradiation method combining these can be used.
  • the defocus distance is ⁇ 5 to +5 mm, in another preferred embodiment it is -1 to + 1 mm, and in yet another preferred embodiment it is ⁇ 0.5 to +0.1 mm.
  • the defocusing distance may be laser irradiation with a constant set value, or laser irradiation may be performed while changing the defocusing distance. For example, at the time of laser irradiation, the defocusing distance may be reduced, or may be periodically increased or decreased. When the defocus distance is- (minus), the hole depth becomes deeper.
  • the number of repetitions (the total number of laser beam irradiations to form one hole or groove) is adjusted according to the groove depth, but in one preferred embodiment it is 1 to 30 times. In another preferred embodiment, it can be 5 to 20 times. Under the same laser irradiation conditions, the groove depth becomes deeper as the number of repetitions increases, and the groove depth becomes shallower as the number of repetitions decreases.
  • the linear groove formed by the above laser irradiation conditions and including a straight line, a curved line, or a combination of a straight line and a curved line is, for example, a form containing only a straight linear groove, a form containing only a curved linear groove, and a straight line and a curved line. It may be a form including a combination of linear grooves of. For example, the embodiment shown in FIGS. 1 (a) to 1 (c) can be used.
  • linear grooves 1 to 4 formed at intervals are shown, and the intervals of the linear grooves 1 to 4 (pitch interval P1) are equal intervals.
  • the interval from the widthwise intermediate position of the linear groove 1 to the widthwise intermediate position of the linear groove 2 is the pitch interval P1.
  • the surfaces 1a, 2a, and 3a of the metal molded body that have not been roughened remain between the linear grooves 1 to 4.
  • the pitch spacing P1 is 0.12 mm or greater, and the ratio (P / S) of the pitch spacing (P) to the spot diameter (S) is 4 to 12.5 in one preferred embodiment.
  • Another preferred embodiment may be 4-12, a more preferred embodiment may be 4-10, and a more preferred embodiment may be 5-10.
  • the pitch interval and the spot diameter are set values (theoretical values) in the laser oscillator.
  • the pitch interval is the same as the set value and the actual value (measured value after laser irradiation), but the spot diameter (groove width) is the theoretical value and the actual value due to factors such as deformation due to heat during laser irradiation. It also includes cases where the values do not match.
  • linear grooves 11 to 14 formed at intervals are shown, and the pitch intervals P11 and P12 are different (P11 ⁇ P12).
  • the interval from the widthwise intermediate position of the linear groove 11 to the widthwise intermediate position of the linear groove 12 is the pitch interval P11
  • the linear groove 12 is linear from the widthwise intermediate position.
  • the interval from the widthwise intermediate position of the groove 13 to the widthwise intermediate position is the pitch interval P12
  • the interval from the widthwise intermediate position of the linear groove 13 to the widthwise intermediate position of the linear groove 14 is also the pitch interval P12.
  • the surfaces 11a, 12a, and 13a of the metal molded body that have not been roughened remain between the linear grooves 11 to 14.
  • the pitch intervals P11 and P12 are 0.12 mm or more, and the ratio (P / S) of the pitch interval (P) to the spot diameter (S) is 4 to 12.5 in one preferred embodiment. It can be 4-12 in another preferred embodiment, 4-10 in a more preferred embodiment, and 5-10 in a more preferred embodiment.
  • the pitch spacing may be a group in which the pitch spacing is the same and a group in which the pitch spacing is different, which may be alternately formed, or may be randomly formed.
  • a total of six linear grooves 21 to 26 are formed, but the linear grooves 21 and 22 and the linear grooves 24 and 25 are all in close proximity to each other with laser light. Is irradiated, so that the two linear grooves are formed into one linear groove.
  • the interval from the widthwise intermediate position of the linear grooves 21 and 22 to the widthwise intermediate position of the linear groove 23 is the pitch interval P21, and the linear groove 23
  • the interval from the width direction intermediate position of the linear grooves 24 and 25 to the width direction intermediate position is the pitch interval P21, and from the width direction intermediate position of the linear grooves 24 and 25 which are one.
  • the pitch interval P21 is up to the intermediate position in the width direction of the linear groove 26.
  • the P21s have the same spacing, but may include different pitch spacings as in the embodiment shown in FIG. 1 (b). The same can be considered when two or more linear grooves form one linear groove.
  • the surface is not roughened between the linear grooves 21 and 22 and the linear groove 23, between the linear grooves 23 and the linear grooves 24 and 25, and between the linear grooves 24 and 25 and the linear groove 26.
  • the surfaces 22a, 23a, and 25a of the metal molded body remain.
  • the pitch spacing P21 is 0.12 mm or greater, and the ratio (P / S) of the pitch spacing (P) to the spot diameter (S) is 4 to 12.5 in one preferred embodiment.
  • Another preferred embodiment may be 4-12, a more preferred embodiment may be 4-10, and a more preferred embodiment may be 5-10.
  • the pitch interval P may be a group in which the pitch interval P is the same and a group in which the pitch interval P is different are alternately formed, or may be randomly formed.
  • the pitch interval is 0.12 mm or more and the P / S is within the above range
  • adjacent linear grooves laser light irradiation marks
  • the number of repetitions can be increased, and a portion where linear grooves are not intentionally formed can be secured. Therefore, it was applied as a sealing method in which the opening of the metal molded body is covered with the resin molded body. In this case, the effect of preventing gas leakage is enhanced, especially in a high-pressure atmosphere.
  • ⁇ Second laser light irradiation method> When irradiating the joint surface of the surface of the metal molded body to be roughened with continuous wave laser light at a predetermined energy density and irradiation rate, the laser light is irradiated so that the irradiated portion and the non-irradiated portion are alternately generated.
  • the second laser irradiation method is known, and for example, the method described in JP-A-2018-144104 can be used.
  • the second laser light irradiation method can have the same irradiation conditions as the first laser light irradiation method, except that the laser light irradiated portion and the non-irradiated portion are alternately generated. That is, each condition and interrelationship such as laser light output, irradiation speed, energy density, number of repetitions, wavelength, spot diameter, defocusing distance, etc. shall be selected and implemented in the same manner as in the case of the first laser light irradiation method. Can be done.
  • irradiating the laser beam so that the irradiated portion and the non-irradiated portion are alternately generated means, for example, a dotted linear groove as shown in FIGS. 2A and 2B. Includes embodiments that form.
  • the dotted line groove 31 of FIGS. 2 (a) and 2 (b) is a laser located between the laser light irradiation portion 31a, the laser light irradiation portion 31a, and the laser light irradiation portion 31a adjacent in the length direction. It shows a state in which non-irradiated portions 31b of light are alternately generated so that a dotted linear groove 31 is formed as a whole. The same applies to the other dotted line grooves 32 to 35.
  • the irradiated portion of the laser light and the non-irradiated portion of the laser light are irradiated so as to be at the same position. Therefore, when the directions orthogonal to the length direction of the dotted grooves 31 to 35 are arranged as rows, the row consisting of only the laser beam irradiated portion and the row consisting of only the laser light non-irradiated portion alternate in the length direction. It is in the form of being lined up in.
  • the irradiated portion of the laser beam and the non-irradiated portion of the laser beam of the adjacent dotted grooves 31 to 35 are alternately irradiated so as to be at different positions. For this reason, when the directions orthogonal to the length direction of the dotted grooves 31 to 35 are arranged in a row, the irradiated portion of the laser beam and the non-irradiated portion of the laser beam are alternately present in one row direction. There is.
  • the laser beam can be repeatedly irradiated a plurality of times, and the number of repetitions can be, for example, 1 to 30 times, and in another example, 5 to 20 times.
  • the laser beam irradiation portion 31a may be the same, or the laser beam irradiation portion may be shifted so that the laser beam irradiation portion 31a is different.
  • the linear groove containing a straight line, a curved line, or a combination of a straight line and a curved line formed by the second laser irradiation method can be a dotted linear groove or a solid linear groove.
  • the second laser light irradiation method is used for a sealing method in which a resin molded body is bonded to all or a part of a portion including an opening of a metal molded body to seal the metal molded body, the above is made from the viewpoint of improving the sealing property.
  • a method of irradiating a laser beam so as to form a solid linear groove is preferable.
  • the temperature of the irradiated surface rises, which may cause deformation such as warping in the molded body with a small thickness, so measures such as cooling are required. May become.
  • the laser light is irradiated so as to form the dotted line grooves 31 to 35 as shown in FIG. 2, the laser light irradiated portion 31a and the laser light non-irradiated portion 31b are alternately generated, and the laser light is not irradiated. Since the portion 31b is cooled, when the irradiation of the laser beam is continued, deformation such as warpage is less likely to occur even in a molded body having a small thickness. At this time, even when the laser beam irradiation portion is different (the laser light irradiation portion is shifted) as described above, the same effect can be obtained because the laser beam irradiation is performed in a dotted line.
  • the laser beam is the same as in FIGS. 1 (a) to 1 (c).
  • the pitch intervals of the adjacent dotted line grooves 31 to 35 can be made equal or different. In FIG. 2, the pitch interval P31 ⁇ pitch interval P32.
  • the distance between the dotted groove 33 and the dotted groove 34 (distance between the respective intermediate positions in the width direction) P32, and the distance between the dotted groove 33 and the dotted groove 34 (distance between the respective intermediate positions in the width direction) P32. Is the same.
  • the surfaces 36 and 37 of the metal molded body that have not been roughened remain between the linear grooves 31 to 35.
  • the pitch intervals P31 and P32 between adjacent dotted grooves shown in FIG. 2 (a) are 0.12 mm or more, and the pitch interval (P).
  • To the spot diameter (S) (P / S) is 4 to 12.5, may be 4 to 12 in one preferred example, 4 to 10 in another preferred example, and more preferred embodiments. Then it can be 5-10.
  • the length (L1) of the laser beam irradiation portion 31a can be 0.05 mm or more in one embodiment and 0.1 to 0.1 in another embodiment from the viewpoint of roughening the surface into a complicated porous structure. It can be 10 mm, and in yet another embodiment it can be 0.3-7 mm.
  • the second laser light irradiation method uses a fiber laser device in which a direct modulation type modulator that directly converts the driving current of the laser is connected to a laser power source, and a duty ratio (duty cycle) is used. ) Can be adjusted to irradiate the laser.
  • a pulse wave laser by pulse excitation is generally called a normal pulse.
  • a pulse wave laser by pulse excitation
  • Q switch pulse oscillation method external modulation method that generates a pulse wave laser by cutting out light in time with an AOM or LN light intensity modulator, direct modulation that directly modulates the drive current of the laser to generate a pulse wave laser.
  • a pulse wave laser can be produced by a method or the like.
  • a pulse wave laser is produced by continuously exciting the laser by using a fiber laser device in which a direct modulation type modulator that directly converts the driving current of the laser is connected to a laser power source. It is produced and is different from the continuous wave laser used in the first laser light irradiation method.
  • the energy density, the irradiation speed of the laser light, the output of the laser light, the wavelength, the spot diameter, and the defocusing distance can be implemented in the same manner as in the first laser light irradiation method.
  • the duty ratio is a ratio obtained by the following equation from the ON time and OFF time of the laser light output.
  • Duty ratio (%) ON time / (ON time + OFF time) x 100
  • the duty ratio corresponds to the above L1 / (L1 + L2), it can be selected from the range of, for example, 10 to 90%.
  • the duty ratio By adjusting the duty ratio and irradiating the laser beam, it is possible to irradiate in a dotted line as shown in FIG.
  • the duty ratio is large, the efficiency of the roughening process is improved, but the cooling effect is low, and when the duty ratio is small, the cooling effect is good, but the roughening efficiency is poor.
  • the duty ratio can be adjusted according to the purpose.
  • the laser in the second laser light irradiation step, is placed on the surface of the metal molded body to be roughened with a masking material that does not allow the laser light to pass through at intervals.
  • a method of continuous irradiation can be applied.
  • the masking material may or may not be in direct contact with the metal molded body.
  • the entire metal molded body can be roughened by changing the position of the masking material.
  • the laser is continuously irradiated with a plurality of masking materials 111 arranged at intervals on the metal molded body 110 as shown in FIG. 3A.
  • the masking material a metal having a low thermal conductivity or the like can be used.
  • FIG. 3B a dotted line groove is formed in which the irradiated portion 101 and the non-irradiated portion 102 of the laser beam are alternately generated in the length direction as in FIG. There is.
  • the masking material 111 is cooled, so that when the laser beam irradiation is continued, the molded product has a small thickness. However, deformation such as warping is less likely to occur.
  • the pitch interval is 0.12 mm or more and the P / S is within the above range, interference between adjacent linear grooves (laser light irradiation marks) is reduced, so that the process is repeated.
  • known lasers can be used, for example, YVO4 laser, fiber laser (single mode fiber laser, multimode fiber laser), excima. Lasers, carbon dioxide gas lasers, ultraviolet lasers, YAG lasers, semiconductor lasers, glass lasers, ruby lasers, He-Ne lasers, nitrogen lasers, chelate lasers, and dye lasers can be used.
  • the metal molded body is subjected to laser light so as to satisfy the above-mentioned energy density and irradiation speed.
  • the metal molded body is irradiated with, a part of the surface of the metal molded body is evaporated while being melted, so that it is considered that a groove having a porous structure having a complicated structure is formed.
  • the present invention is not bound by such an action.
  • the porous structure formed at this time is, for example, a complicated porous structure similar to or similar to that shown in FIG. 7 or 8 of Japanese Patent No. 5774246 and FIG. 7 or 8 of Japanese Patent No. 5701414. It is possible. On the other hand, if the above energy density or irradiation rate is not satisfied, the surface of the metal molded body is sublimated to form holes (holes formed by ordinary pulsed laser irradiation) or melted (laser welding). Therefore, it is considered that a groove having a complicated structure is not formed.
  • the sealing method of the present invention can be a sealing method in which a resin molded body is joined and sealed to all or part of a portion including an opening of the metal molded body.
  • the sealing method of the present invention combines a metal molded body (first metal molded body) with another metal molded body (second metal molded body) into a resin. It can be a sealing method in which molded bodies are joined and sealed.
  • the metal molded body may have an interior space and an opening connected to the interior space.
  • the shape, thickness, structure and size of the metal molded body are not particularly limited as long as the opening can be closed by the resin molded body formed by injection molding or compression molding of the resin.
  • the metal of the metal molded body the same metal as the metal used in the above-mentioned method for roughening the surface of the metal molded body can be used.
  • a continuous wave laser is used on the joint surface of the surface of the metal molded body with the resin molded body to emit laser light at an energy density of 1 MW / cm 2 or more and an irradiation speed of 2000 mm / sec or more. It has a step of roughening the surface by irradiating.
  • the roughening method includes the same first laser light irradiation method or second laser as described in connection with the above-mentioned method for roughening the surface of a metal molded body. Any of the light irradiation methods can be used.
  • the pitch interval P is 0.12 mm or more, and the ratio (P / S) of the pitch interval (P) ( ⁇ m) to the spot diameter (S) ( ⁇ m) of the laser beam is 4 to. Even if one or both of the requirements of 12.5 are not satisfied, the other conditions are the same as those of the first laser light irradiation method or the second laser light irradiation method, and the known continuous wave laser is used. It may be a method of irradiating light.
  • FIGS. 4 to 7 An exemplary embodiment of the sealing method of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 7.
  • 4 (a) and 4 (b) show one form of a metal molded article that can be used in the present invention.
  • the tubular metal molded body 40 has a first end surface 41, a second end surface 42 on the opposite side, an outer peripheral surface 43a, and an inner peripheral surface 43b, and further has a through hole 44 serving as an internal space.
  • the through hole 44 has a first opening 44a on the first end surface 41 side and a second opening 44b on the second end surface 42 side.
  • a plurality of straight lines, curves, or straight lines and curves are formed on the annular joint surface 45 of the metal molded body 40 with the resin molded body 60 (see, for example, FIG. 7).
  • a path for example, typically
  • a plurality of linear grooves are formed so as to cross the shortest path), and an unroughened annular joint surface 45 is left at least a part between the plurality of linear grooves. Examples of such laser light irradiation modes include, but are not limited to, the embodiments shown in FIGS. 5 (a) to 5 (c).
  • the shaped grooves 50 to 52 are formed.
  • the concentric linear grooves 50 to 52 are the paths (for example, the shortest paths) from the internal space (through hole) 44 of the metal molded body 40 to the external space of the metal molded body 40 (for example, the joint in FIG. 5A). It is formed so as to cross (represented by two arrows along the surface 45).
  • a spiral linear groove 53 is formed on the annular joint surface 45 of the first end surface 41 of the metal molded body 40.
  • the cross-sectional view of the embodiment of FIG. 5B in the length direction is the same as that of FIG.
  • the spiral groove 53 is a path (for example, the shortest path) from the internal space (through hole) 44 of the metal molded body 40 to the external space of the metal molded body 40 (for example, FIG. 5 (. b) It is formed so as to cross (represented by two arrows along the joint surface 45 in).
  • FIG. 5C a plurality of concentric circles having different diameters with respect to the annular joint surface 45 of the first end surface 41 of the metal molded body 40 and having different diameters with respect to the center of the through hole 44 in the circumferential direction.
  • Linear grooves 54 to 56 are formed.
  • the second laser light irradiation method is applied, and the dotted line groove (concentric linear groove discontinuous in the circumferential direction) having the form shown in FIG. 2 (b) is applied. 54 to 56) are formed.
  • the concentric linear grooves 54 to 56 discontinuous in the circumferential direction are paths (for example, the shortest path) from the internal space (through hole) 44 of the metal molded body 40 to the external space of the metal molded body 40 (for example, FIG. 5). It is formed so that any of the concentric linear grooves 54 to 56 crosses (two arrows along the joint surface 45) in (c). That is, for example, when looking at the two arrows in FIG. 5C, the line of the discontinuous concentric linear groove 55 is in the portion of the discontinuous concentric linear groove 54 where there is no linear groove. In the portion where the concentric groove exists and the discontinuous concentric linear groove 55 does not have the linear groove, the linear grooves 54 and 56 of the discontinuous concentric linear groove are present. ing.
  • a portion of the annular joint surface 45 that has not been roughened remains between the concentric linear grooves 54 to 56 formed on the annular joint surface 45 in the circumferential direction, and the annular joint surface 45 These portions are continuously formed as a wall between the concentric linear grooves 50 to 52.
  • FIGS. 5 (a) and 5 (b) may be used in one example.
  • the length of the portion not irradiated with the laser beam (the portion corresponding to the non-irradiated portion 102 in FIG. 3B) can be shortened (for example, irradiation).
  • the length of the portion corresponding to the portion 101 is 7 to 9:
  • the length of the portion corresponding to the non-irradiated portion 102 is 3-1).
  • triple discontinuous concentric linear grooves 54 to 56 are formed, but from the viewpoint of improving the sealing property, for example, they can be formed in four or five layers or more.
  • a concentric linear groove similar to that in FIG. 5A can be finally formed.
  • the thermal effect on the metal molded body 40 can be mitigated as compared with the case where the groove as shown in FIG. 5A is formed by continuously irradiating the continuous wave laser beam from the beginning.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a comparative form corresponding to FIGS. 5 (a) to 5 (c).
  • a plurality of concentric linear grooves are formed at narrow intervals (pitch intervals) with respect to the annular joint surface 45 of the first end surface 41 of the metal molded body 40, so that they are adjacent to each other.
  • the concentric linear grooves are integrated with each other, and the entire surface of the annular joint surface 45 is roughened. Therefore, in the embodiment shown in FIG. 8, the unroughened annular joint surface 45 does not remain between the linear grooves as shown in FIGS. 5A to 5C.
  • the joint surface including the opening of the metal molded body roughened in the previous step is arranged in the mold, and the resin to be the resin molded body is injection molded or compression molded.
  • the opening can be sealed.
  • the annular joint surface 45 surrounding the first opening 44a of the first end surface 41 of the metal molded body 40 of FIG. 4A is irradiated with laser light.
  • the resin is injection-molded or compression-molded so as to have the same shape and size as the circle including the annular joint surface 45.
  • the resin molded body 60 is formed and the first opening 44a is sealed to obtain a composite molded body.
  • the resin melted by injection molding or compression molding enters the concentric linear grooves 50 to 52, and the concentric linear grooves
  • the first opening is formed by being in close contact with the non-roughened surface (the portion of the annular joint surface 45) between 50 and 52 and solidifying while covering the internal space, that is, the first opening 44a of the through hole 44.
  • the portion 44a is closed.
  • the first sealing action by integrating the annular joint surface 45 of the first end surface 41 of the metal molded body 40 and the resin molded body 60 with a strong bonding force, and the metal High sealing performance can be obtained by the second sealing action due to the contact between the non-roughened annular joint surface 45 of the molded body 40 and the resin molded body 60.
  • the roughened portion 57 of the comparative form shown in FIGS. 8 and 9 has a very complicated hole structure, the molten resin cannot enter all of the hole structure, and the side surface of the hole cannot be inserted. Although it does not affect the first sealing action, it is conceivable that a slight gap that is not in contact with the resin remains on the bottom surface. When such a small gap remains and a high-pressure gas is present in the internal space (through hole 44) of the metal molded body 40, a very small amount of gas is present in the small gap. There is a risk of leaking to the outside of the metal molded body 40 through the metal molded body 40.
  • the resin used for the resin molded body includes thermoplastic resin, thermosetting resin, thermoplastic elastomer, and rubber (including crosslinkable elastomer and not thermoplastic elastomer).
  • the thermoplastic resin can be appropriately selected from known thermoplastic resins according to the application.
  • polyamide resins aliphatic polyamides such as PA6 and PA66, aromatic polyamides
  • copolymers containing styrene units such as polystyrene, ABS resin and AS resin
  • copolymers containing polyethylene and ethylene units polypropylene and propylene.
  • examples thereof include copolymers containing units, other polyolefins, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polycarbonate resins, acrylic resins, methacrylic resins, polyester resins, polyacetal resins, and polyphenylene sulfide resins.
  • thermosetting resin can be appropriately selected from known thermosetting resins according to the application.
  • urea resin, melamine resin, phenol resin, resorcinol resin, epoxy resin, polyurethane, vinyl urethane can be mentioned.
  • thermoplastic elastomer can be appropriately selected from known thermoplastic elastomers according to the application.
  • styrene-based elastomers vinyl chloride-based elastomers, olefin-based elastomers, urethane-based elastomers, polyester-based elastomers, nitrile-based elastomers, and polyamide-based elastomers can be mentioned.
  • Examples of rubber include ethylene-propylene copolymer (EPM), ethylene-propylene-dienter polymer (EPDM), ethylene-octene copolymer (EOM), ethylene-butene copolymer (EBM), ethylene-octenter polymer (EODM), and ethylene-.
  • EPM ethylene-propylene copolymer
  • EPDM ethylene-propylene-dienter polymer
  • EOM ethylene-octene copolymer
  • EBM ethylene-butene copolymer
  • EODM ethylene-octenter polymer
  • Ethylene- ⁇ -olefin rubber such as butter polymer (EBDM); ethylene / acrylic acid rubber (EAM), polychloroprene rubber (CR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), hydrogenated NBR (HNBR), styrene-butadiene rubber (SBR), alkylated chlorosulfonated polyethylene (ACSM), epichlorohydrin (ECO), polybutadiene rubber (BR), natural rubber (including synthetic polyisoprene) (NR), chlorinated polyethylene (CPE), brominated polymethylstyrene.
  • EBDM butter polymer
  • EAM ethylene / acrylic acid rubber
  • CR polychloroprene rubber
  • NBR acrylonitrile-butadiene rubber
  • HNBR hydrogenated NBR
  • SBR styrene-butadiene rubber
  • ACM alkylated chlorosulfonated polyethylene
  • ECO epichlorohydrin
  • BR
  • SBS styrene-butadiene-styrene
  • SEBS styrene-ethylene-butadiene-styrene
  • ACM acrylic rubber
  • EVM ethylene-vinyl acetate elastomer
  • silicone rubber and the like.
  • Crosslinkable elastomers include crosslinkable fluoroelastomers, combinations of crosslinkable fluoroelastomers with other crosslinkable elastomers (including crosslinkable silicone elastomers), crosslinkable silicone elastomers, crosslinkable silicone elastomers and others. Combinations of crosslinkable elastomers (including crosslinkable fluoroelastomers) can be used.
  • the crosslinkable fluoroelastomer may be a known one, and examples thereof include a fluororubber, a thermoplastic fluororubber, and a rubber composition containing the rubber described in JP2013-14640. Of these, fluororubber is preferable. Further, the fluoroelastomer as a raw material can also be used as a composition containing, for example, a cross-linking agent, a cross-linking accelerator, and a filler described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-14640.
  • the crosslinkable silicone elastomer may be known, and is described in, for example, JP-A-2004-27228, JP-A-2007-302893, JP-A-2016-505647, JP-A-2014-500888 and the like. You can list what you are doing.
  • the Mooney viscosity (ML1 + 10,121 ° C.) of the elastomer containing the crosslinkable elastomer or the composition containing them may be 10 to 200 in one preferred example and 10 to 100 in another preferred example.
  • a known fibrous filler can be blended in these thermoplastic resins, thermocurable resins, thermoplastic elastomers, and rubbers (including crosslinkable elastomers and not thermoplastic elastomers).
  • thermoplastic resins thermocurable resins
  • thermoplastic elastomers thermoplastic elastomers
  • rubbers including crosslinkable elastomers and not thermoplastic elastomers.
  • known fibrous fillers include carbon fibers, inorganic fibers, metal fibers, and organic fibers.
  • the carbon fiber may be a well-known one, and PAN-based, pitch-based, rayon-based, lignin-based, and the like can be used.
  • the inorganic fiber include glass fiber, genbuiwa fiber, silica fiber, silica / alumina fiber, zirconia fiber, boron nitride fiber, silicon nitride fiber and the like.
  • the metal fiber include fibers made of stainless steel, aluminum, copper and the like.
  • the organic fiber include polyamide fiber (total aromatic polyamide fiber, semi-aromatic polyamide fiber in which one of diamine and dicarboxylic acid is an aromatic compound, aliphatic polyamide fiber), polyvinyl alcohol fiber, acrylic fiber, and polyolefin fiber.
  • Synthetic fibers such as polyoxymethylene fiber, polytetrafluoroethylene fiber, polyester fiber (including all aromatic polyester fiber), polyphenylene sulfide fiber, polyimide fiber, liquid crystal polyester fiber, natural fiber (cellulose fiber, etc.) and regenerated cellulose (cellulosic fiber, etc.) Rayon) Fiber or the like can be used.
  • these fibrous fillers for example, those having a fiber diameter in the range of 3 to 60 ⁇ m can be used, and among these, for example, holes formed by roughening the joint surface of the metal molded body and the like. It is preferable to use a fiber having a fiber diameter smaller than the opening diameter of the groove.
  • the fiber diameter may be 5 to 30 ⁇ m in one preferred example and 7 to 20 ⁇ m in another preferred example.
  • FIG. 10 (a) shows an example of another embodiment of the sealing method of the present invention.
  • the metal molded body 70 has a top surface 71, a bottom surface 72 on the opposite side, and four side surfaces 73 to 76, and further has an internal space 77 inside.
  • the top surface 71 can have an opening 78 connected to the internal space 77.
  • any of the embodiments of FIGS. 5 (a) to 5 (c) is made with respect to the annular joint surface 79 surrounding the opening 78 of the top surface 71. Irradiate with laser light to roughen the surface. The roughened state at this time is as shown in FIG.
  • the top surface 71 side is arranged in the mold, and the resin is injection-molded or compression-molded so as to have the same shape and size as the circle including the annular joint surface 79 to form the resin molded body 60.
  • the opening 38 can be sealed to obtain a composite molded product.
  • the cross-sectional structure at this time is as shown in FIG. Since the sealed composite molded product of FIG. 10B can exert the first sealing action and the second sealing action, high sealing property can be obtained.
  • FIG. 11A shows an example of still another embodiment of the sealing method of the present invention, which is 2 of the first metal molded body 80 and the second metal molded body 90.
  • the first metal molded body 80 includes an outer annular wall portion 81, an inner annular wall portion 82 extended in the same direction as the outer annular wall portion 81, and an annular surface portion connecting between the outer annular wall portion 81 and the inner annular wall portion 82.
  • the outer annular wall portion 81 and the inner annular wall portion 82 have a relationship of the length of the outer annular wall portion 81> the length of the inner annular wall portion 82.
  • the portion of the outer annular wall portion 81 facing the annular surface portion 83 has a large opening 84, and the portion of the inner annular wall portion 82 facing the large opening 84 has a small opening 85.
  • the second metal molded body 90 has a tubular shape, and has a first end surface 91, a second end surface 92 on the opposite side, a peripheral surface 93, a through hole 94, a first opening 94a on the first end surface 91 side, and a second end surface. It has a second opening 94b on the 92 side.
  • the first joint surface of the first metal molded body and the second joint surface of the second metal molded body are subjected to.
  • a plurality of linear grooves are formed so as to form a linear groove including a plurality of straight lines, curves, or a combination of straight lines and curves, and at least a part between the plurality of linear grooves. It may include a step of leaving an unroughened joint surface.
  • Each of the peripheral surfaces 93 (outer peripheral surface 93a) (length L11) on the side from the first end surface 91 to the second end surface 92 of the molded body 90 is irradiated with laser light in an annular direction in the circumferential direction, and the respective annular surfaces are irradiated.
  • a method of irradiating the laser beam so that the irradiated portions are formed at intervals in the length direction see FIG. 11B
  • a method of irradiating the laser beam in a spiral shape, and the like can be used.
  • the annular groove 86 is formed so as to cross a path (for example, the shortest path) from the internal space to the external space of the first metal molded body 80 along the inner surface 82a which is the first joint surface.
  • the portion of the inner side surface 82a of the inner annular wall portion 82 that has not been roughened remains between the formed annular grooves 86.
  • the outer peripheral surface 93a which is the second joint surface of the second metal molded body 90, is also formed along the joint surface from the first end surface 91 to the first.
  • An annular groove 96 is formed so as to cross the path leading to the two end faces 92, and a portion of the outer peripheral surface 93a of the second metal molded body 90 that has not been roughened remains between the adjacent annular grooves 96. doing.
  • the second joint surface may be intended to be arranged to face the first joint surface.
  • a portion of the first metal molded body 80 including the first joint surface 82a and a portion of the second metal molded body 90 including the second joint surface 93a are arranged in the mold, and the resin is injection molded.
  • a resin molded body can be joined between the first metal molded body 80 and the second metal molded body 90 to perform sealing.
  • the central axis of the inner annular wall portion 82 of the first metal molded body 80 and the central axis of the second metal molded body 90 coincide with each other, and A gap is provided between the first metal molded body 80 and the second metal molded body 90 so that the small opening 85 of the first metal molded body 82 and the first end surface 91 of the second metal molded body 90 coincide with each other. Place in the mold.
  • the annular groove 86 and the annular groove 96 are formed along the first joint surface and the second joint surface. It crosses the path from the internal space to the external space of the first metal molded body.
  • the resin is injection-molded or compression-molded to form a resin molded body 99, and the gap between the small opening 85 and the second metal molded body 90 is sealed to obtain the composite molded body shown in FIG. 11 (d). Since the composite molded product of FIG. 11D can exert the first sealing action and the second sealing action, high sealing property can be obtained.
  • FIG. 12 shows an example of still another embodiment of the sealing method of the present invention, and the first metal molded body and the second metal molded body include the first metal tube 160.
  • Two metal tubes of the second metal tube 170 are used.
  • the outer surface of the first end portion 161 of the first metal tube 160 and the outer surface of the first end portion 171 of the second metal tube 170 are irradiated with laser light to roughen the surface, and later.
  • a joint surface that is integrated with the resin can be formed.
  • the outer surface of the first end portion 161 of the first metal tube 160 is irradiated in an annular shape in the circumferential direction, and the annular irradiation portions are spaced apart from each other in the length direction.
  • a method of irradiating so as to be formed see FIG. 12B
  • a method of irradiating in a spiral shape, or the like can be used.
  • the laser light irradiation method the above-mentioned first laser light irradiation method or second laser light irradiation method can be applied.
  • a plurality of linear grooves (annular grooves) 162 on the first metal tube 160 side and a plurality of linear grooves (annular groove) 162 on the second metal tube 170 side are formed in the roughened portion to be the joint surface.
  • a groove (annular groove) 172 is formed.
  • the plurality of linear grooves 162 and 172 pass through the abutting end faces of the first metal tube 160 and the second metal tube 170, and cross a path (for example, the shortest path) from the internal space to the external space of these tubes.
  • the portions 164 and 174 that have not been roughened remain between the plurality of adjacent linear grooves 162 and the plurality of adjacent linear grooves 172, respectively.
  • the first end surface 161 of the first metal tube 160 and the first end surface 171 of the second metal tube 170 are placed in contact with each other in the mold, and the resin is injection-molded or compression-molded into a tubular shape.
  • the resin molded body 175 of the above can be formed to connect the first metal tube 160 and the second metal tube 170, and the connecting portion can be sealed from the outside. Since the composite molded product of FIG. 12A can exert the first sealing action and the second sealing action, high sealing property can be obtained.
  • Example 1 and Comparative Examples 1 to 4 Annular metal forming body shown in FIG. 13 (a) to show the shape and dimensions (in mm) with respect to the annular joining surface 201 of the (aluminum A5052) 200 (wide range of 392.5mm 2), the conditions shown in Table 1
  • the annular joint surface 201 was roughened by irradiating with a laser beam (first laser beam irradiation method).
  • SEM photographs showing the state of the annular joint surface 201 after roughening are shown in FIGS. 14 (Example 1), FIG. 15 (Comparative Example 1), FIG. 16 (Comparative Example 2), FIG. 17 (Comparative Example 3), and FIG. (Comparative example 4) is shown.
  • GF35% reinforced PPS resin (DURAFIDE 1135MF1: Polyplastics Co., Ltd.), GF (glass fiber) Resin temperature: 320 ° C Mold temperature: 150 ° C Injection molding machine: FANUC ROBOSHOT S2000i100B)
  • the maximum groove depth (Rz) was measured by measuring the surface (a range of 392.5 mm 2 ) after laser irradiation with a one-shot 3D shape measuring instrument VR-3200 (manufactured by KEYENCE CORPORATION).
  • Detection method Atmospheric pressure method Detection range: Lower limit 5.00 x 10-7 Pa ⁇ m 3 / s Set pressure: 500 kPa
  • Example 1 since the pitch of the linear grooves formed by the laser irradiation was wide, as is clear from FIG. 14, a portion that was not roughened remained between the linear grooves. Therefore, the sealing property after the heat cycle was also excellent.
  • the laser was irradiated not in a spiral shape but in a plurality of concentric circles at predetermined pitch intervals.
  • the laser irradiation method was not one-way, but alternating (bidirectional). Specifically, after irradiating the laser in a circular shape from the start point to the end point, a distance laser of one pitch is shifted from the end point in a direction perpendicular to the laser irradiation direction, and the laser is irradiated in the opposite direction to the previous one. By performing this operation multiple times, the entire annular joint surface was treated. The operation of irradiating the entire surface in this way was repeated once.
  • Comparative Example 1 since the pitch of the laser beam is narrow, as is clear from FIG. 15, a large number of linear grooves are integrated and the entire surface is roughened, and the portion is not roughened. Did not remain. Therefore, the sealing property after the heat cycle was inferior. In Comparative Example 1, the number of repetitions was smaller than that in Example 1, and the maximum depth was also smaller. However, since the pitch interval was narrow, almost the entire surface was roughened by this small number of times. .. Continuing the roughening treatment beyond that is stopped because the convex portion once formed is crushed again by the laser beam and becomes flat.
  • Comparative Examples 2 to 4 although the pitch interval is wide, the spot diameter (groove width) is large, and the P / S is out of the range of the present invention. Therefore, it is considered that the sealing property after the heat cycle is inferior. Be done. Although the number of repetitions of Comparative Example 2 having the largest number of repetitions among Comparative Examples 2 to 4 was smaller than that of Example 1, the spot diameter (groove width) was large and the maximum depth was also large, so that the test was conducted. With the annular metal molded body (thickness 1 mm) used in, it was difficult to repeat any further.
  • the annular joint surface 201 was roughened by irradiating the laser beam under the conditions shown in (1) (first laser beam irradiation method). SEM photographs of the roughened surface of each example are shown in FIG. 19 (Example 2), FIG. 20 (Comparative Example 5), FIG. 21 (Example 3), and FIG. 22 (Comparative Example 6).
  • “Bidirectional” in Comparative Examples 5 and 6 refers to an irradiation pattern similar to that in Comparative Example 1.
  • Oscillator IPG-Yb fiber; YLR-300-AC, fb diameter: 13 ⁇ m, 1070 nm
  • GF35% reinforced PPS resin (DURAFIDE 1135MF1: Polyplastics Co., Ltd.), GF (glass fiber) Resin temperature: 320 ° C Mold temperature: 150 ° C Injection molding machine: FANUC ROBOSHOT S2000i100B)
  • the maximum groove depth (Rz) was measured in the same manner as in Example 1, and the sealing property was tested as follows. (Sealability test) Testing machine: Cosmo Instrument Co., Ltd. Helium leak tester G-FINE Detection method: Atmospheric pressure method Detection range: Lower limit 5.00 ⁇ 10-7 Pa ⁇ m 3 / s Set pressure: 500 kPa
  • Example 2 In Example 2 (FIG. 19) and Example 3 (FIG. 21), the non-roughened portion between the grooves becomes a continuous wall to block the gas leak path (FIG. 19). (Second sealing action), it is probable that the structure was such that the gas did not easily leak through the groove.
  • Comparative Example 5 In Comparative Example 5 (FIG. 20) and Comparative Example 6 (FIG. 22), since the wall between the grooves is discontinuous, the second sealing action is not sufficiently exerted, and the gas It is probable that the structure was such that it was easy to leak.
  • the roughened state that can be confirmed from such a drawing was that the grooves of Comparative Examples 5 and 6 had a larger maximum depth than the grooves of Examples 2 and 3, but Comparative Examples 5 and 6 had a larger maximum depth. Since the P / S was not satisfied, it was also consistent with the fact that the roughened state of Comparative Examples 5 and 6 was considered to be insufficient to exhibit the sealing property (second sealing action). From such a difference in the roughened state, it is considered that the sealing properties of Examples 2 and 3 were high and the sealing properties of Comparative Examples 5 and 6 were low, as can be confirmed from the sealing property test.
  • the method for roughening the surface of a metal molded body according to the example of the present invention can be used, for example, in a method for producing a fine particle carrier described in Japanese Patent No. 6489766, an abrasive material described in Japanese Patent No. 6422701, and the like. , It can be used in the same manner as the known method of continuously irradiating a continuous wave laser beam.
  • the sealing method according to the example of the present invention has excellent sealing properties at the connecting portion between the metal molded body and the resin molded body, it is necessary to seal a part of an opening such as a normal pipe or a three-pronged pipe and prevent moisture absorption. It can be used for sealing the opening of a container (such as a housing containing a plurality of parts), connecting and sealing metal pipes, and the like.

Abstract

金属成形体表面の粗面化方法の提供。金属成形体表面の粗面化方法であって、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／ｃｍ２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、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。

Description

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
　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
　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。
　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
　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。
　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／ｃｍ２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。
　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／ｃｍ２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。
　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。
　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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
＜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。
　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。
＜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。
　1つの好ましい実施形態では、エネルギー密度は１ＭＷ／ｃｍ２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（ｃｍ２）（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／ｃｍ２であり、別の好ましい実施形態では１０～８００ＭＷ／ｃｍ２であり、さらに別の好ましい実施形態では１０～７００ＭＷ／ｃｍ２であることができる。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
＜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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
＜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。
　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。
　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／ｃｍ２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。
　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。
（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
（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。
　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。
（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
（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。
　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。
　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。
　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（３９２．５ｍｍ２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。
　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）
　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））。
　＜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）
　（最大溝深さ）
　最大溝深さ（Ｒｚ）は、レーザー光照射後の面（３９２．５ｍｍ２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。
　（シール性試験）
　　下記装置を使用して評価した。
　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・ｍ３／ｓ
　設定圧力：５００ｋＰａ
　（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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
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（３９２．５ｍｍ２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。
　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）
　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））。
　＜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）
　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・ｍ３／ｓ
　設定圧力：５００ｋＰａ
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　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。
　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。
　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。
　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。
　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）

 

Claims (10)

  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／ｃｍ２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４～１２．５である、金属成形体表面の粗面化方法。
  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／ｃｍ２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４～１２．５である、金属成形体表面の粗面化方法。
  3. 　ピッチ間隔（Ｐ）が０．１２ｍｍ以上、ピッチ間隔（Ｐ）とスポット径（Ｓ）の比（Ｐ／Ｓ）が４～１２である、請求項１または２記載の金属成形体表面の粗面化方法。
  4. 　ピッチ間隔（Ｐ）が０．１２ｍｍ以上、ピッチ間隔（Ｐ）とスポット径（Ｓ）の比（Ｐ／Ｓ）が４～１０である、請求項１または２記載の金属成形体表面の粗面化方法。
  5. 　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／ｃｍ２以上で、照射速度２０００ｍｍ／ｓｅｃ以上で連続波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、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照射し、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、
    　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。
  6. 　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、請求項１～４のいずれか１項記載の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、
    　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。
  7. 　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、請求項１～４のいずれか１項記載の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、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、
    　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。
  8. 　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７記載のシール方法。
  9. 　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７または８記載のシール方法。
  10. 　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７または８記載のシール方法。

     
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