JP2016120648A - 複合成形体とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】非金属成形体と金属継ぎ手管の接合強度が大きな複合成形体の製造方法の提供。
【解決手段】金属管継ぎ手が、合成樹脂、熱可塑性エラストマーおよびゴムから選ばれる非金属材料からなる非金属成形体と接合する外表面に対して連続波レーザー光またはパルス波レーザー光を照射して凹凸を含む粗面を形成する工程、前工程において前記レーザー光が照射された金属管の外表面を含む部分を金型内に配置して、前記非金属成形体の構成材料となる非金属材料を射出成形する工程を有している、複合成形体の製造方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、液体、気体、粉体などの流体を入れるための流体用容器またはその蓋として使用できる複合成形体とその製造方法に関する。

タンクなどの容器内の流体を取り出すとき、容器またはタンクに取り付けられた継ぎ手管と別の管を接続して、前記継ぎ手管と別の管から流体を取り出す方法法が採用されている。
タンクに継ぎ手管を取り付けるには、タンクに開けた孔に継ぎ手管の端部を差し込むとき、Ｏリングなどのシール材や接着剤などを使用して取り付ける方法が採用されている。

特許文献１は、弁の取り付け構造の発明である。等容量容器１の給液口５に対して継ぎ手管６がＯリングを介して接続されていることが記載されている（段落番号００１４，図１、図２）。

特許文献２は、浴槽洗浄用洗剤タンク取り付け装置の発明である。
接続用継ぎ手管30の垂下筒部32の内側周には雌螺子32aが構成され、浴槽洗浄用洗剤タンク20の突出口部21の外側周には雄螺子21aが構成されている。
浴槽洗浄用洗剤タンク20の突出口部21と接続用継ぎ手管30の垂下筒部32aは、互いに螺合結合することで、浴槽洗浄用洗剤タンク20を浴槽フランジ部10の下側にパッキン50を介して取り付けられている（段落番号０００９、図１、図２）。

特許文献３は、ヒートポンプ式給湯機の凍結防止システムの凍結防止弁装置の発明（請求項２）である。
継ぎ手管２０１は、タンクユニット１３直前の戻り管１２の垂直の管の箇所にねじ接続することが記載されている（段落番号００１４）。

特開平８−２４７３１９号公報 特開平１０−２３４５９９号公報 特開２０１０−２８１５３３号公報

本発明は、成形体と継ぎ手管が一体にされた複合成形体であり、前記成形体と前記継ぎ手管の接合強度が高い複合成形体と、その製造方法を提供することを課題とする。

本発明は、合成樹脂、熱可塑性エラストマーおよびゴムから選ばれる非金属材料からなる非金属成形体と、前記成形体と接合された金属からなる継ぎ手管を有している複合成形体であって、
前記金属からなる継ぎ手管の第１端部の外表面と前記非金属成形体が接合されており、前記継ぎ手管の第２端部の非接合部が他の管との接続手段を有しているものであり、
前記継ぎ手管が、前記非金属成形体との接合部となる部分に前記継ぎ手管の外表面に連続波レーザー光またはパルス波レーザー光が照射されて形成された凹凸を含む粗面を有しており、
前記継ぎ手管と前記非金属成形体が、前記継ぎ手管の凹凸を含む粗面と前記非金属成形体の非金属材料が接触することで接合されたものである複合成形体と、その製造方法を提供する。

また本発明は、合成樹脂、熱可塑性エラストマーおよびゴムから選ばれる非金属材料からなる非金属成形体と、前記成形体と接合された金属からなる継ぎ手管を有している複合成形体であって、
前記金属からなる継ぎ手管の第１端部の外表面と前記非金属成形体が接合されており、前記継ぎ手管の第２端部の非接合部が他の管との接続手段を有しているものであり、
前記継ぎ手管が、前記非金属成形体との接合部となる部分に前記継ぎ手管の外表面に連続波レーザー光またはパルス波レーザー光が照射されて形成された凹凸を含む粗面を有し、さらに前記凹凸を含む粗面を覆う接着剤層を有しており、
前記継ぎ手管と前記非金属成形体が前記接着剤層を介して接合されたものである複合成形体と、その製造方法を提供する。

また本発明は、金属成形体と、前記成形体と接合された、合成樹脂、熱可塑性エラストマーおよびゴムから選ばれる非金属材料からなる継ぎ手管を有している複合成形体であって、
前記金属成形体が、成形体本体部と、前記成形体本体部の少なくとも一面から突き出された金属接続管を有しているものであり、
前記金属接続管の端部の外表面と前記非金属材料からなる継ぎ手管の第１端部が接合されており、前記非金属材料からなる継ぎ手管の第２端部が他の管との接続手段を有しているものであり、
前記金属接続管が、前記非金属材料からなる継ぎ手管との接合部となる部分に前記金属接続管の外表面に連続波レーザー光またはパルス波レーザー光が照射されて形成された凹凸を含む粗面を有しており、
前記金属接続管と前記非金属材料からなる継ぎ手管が、前記金属接続管の凹凸を含む粗面と前記継ぎ手管の非金属材料が接触することで接合されたものである複合成形体と、その製造方法を提供する。

また本発明は、金属成形体と、前記成形体と接合された、合成樹脂、熱可塑性エラストマーおよびゴムから選ばれる非金属材料からなる継ぎ手管を有している複合成形体であって、
前記金属成形体が、成形体本体部と、前記成形体器本体部の少なくとも一面から突き出された金属接続管を有しているものであり、
前記金属接続管の端部の外表面と前記非金属材料からなる継ぎ手管の第１端部が接合されており、前記非金属材料からなる継ぎ手管の第２端部が他の管との接続手段を有しているものであり、
前記金属接続管が、前記非金属材料からなる継ぎ手管との接合部となる部分に前記金属接続管の外表面に連続波レーザー光またはパルス波レーザー光が照射されて形成された凹凸を含む粗面を有し、さらに前記凹凸を含む粗面を覆う接着剤層を有しており、
前記金属接続管と前記非金属材料からなる継ぎ手管が前記接着剤層を介して接合されたものである複合成形体と、その製造方法を提供する。

本発明の複合成形体は、成形体と継ぎ手管の接合強度が大きい。

（ａ）は、複合成形体（容器）の斜視図、（ｂ）は、金属からなる継ぎ手管の斜視図、（ｃ）は、（ａ）における非金属成形体と継ぎ手管の接続部分を示す断面図。 （ａ）は、他の実施形態である複合成形体（容器）の斜視図、（ｂ）は、（ａ）における一面側の継ぎ手管の配置状態を示す平面図、（ｃ）は、（ａ）における非金属成形体と継ぎ手管の接続部分を示す断面図。 （ａ）は、さらに他の実施形態である複合成形体（容器）の斜視図、（ｂ）は、（ａ）における継ぎ手管の配置状態を示す平面図。 （ａ）は、さらに他の実施形態である複合成形体（容器）の斜視図、（ｂ）は、金属接続管を有する金属成形体の斜視図、（ｃ）は、（ａ）における金属成形体と非金属材料からなる継ぎ手管の接続部分を示す断面図、（ｄ）は、（ａ）の状態の継ぎ手管の斜視図。 一実施形態であるレーザー光の連続照射パターンの説明図。 （ａ）は図５に示すＤ−Ｄ間の矢印方向から見たときの断面図、（ｂ）は図５に示すＤ−Ｄ間の矢印方向から見たときの別実施形態の断面図。 （ａ）は図５に示すＡ−Ａ間の矢印方向から見たときの断面図、（ｂ）は図５に示すＢ−Ｂ間の矢印方向から見たときの断面図、（ｃ）は図５に示すＣ−Ｃ間の矢印方向から見たときの断面図。 実施例１において金属からなる継ぎ手管に形成された粗面のＳＥＭ写真。

（１）図１に示す複合成形体
図１（ａ）に示すとおり、複合成形体１は、非金属材料からなる非金属容器２と、非金属容器２と接合された金属からなる継ぎ手管１０を有している。
複合成形体１は、中空構造の容器であり、液体、気体、粉体などの流体を入れて使用するものであるため、以下においては「流体用容器１」として説明する。他の実施形態においても「複合成形体」を「流体用容器」として説明する。

非金属材料からなる非金属成形体（非金属容器）２の形状や大きさは、用途に応じて選択されるものであり、特に制限されるものではない。
非金属材料は、合成樹脂、熱可塑性エラストマーおよびゴムから選ばれるものである。

図１（ｂ）に示すとおり、金属からなる継ぎ手管１０は、非金属容器２との接合部となる第１端部１０ａ側の面１１に、継ぎ手管１０の外表面に連続波レーザー光またはパルス波レーザー光が照射されて形成された凹凸を含む粗面１２を有している。
凹凸を含む粗面１２は、溝や多数の独立した孔のほか、孔同士が連結されて大きな孔になったものが多数存在している部分であり、場合により、溶融した金属が溝や孔の周囲に盛り上がった状態で固化したものを含んでいてもよい。

継ぎ手管１０は、第１端部１０ａと反対側の第２端部１０ｂには、他の管との接続手段部１５を有している。
ここで接続手段部１５としては、公知の接続手段であるねじ込み式、ユニオン式、溶接式、フランジ式、くい込み式、フレア式、メカニカル式、ハウジング式などから選択することができる。

図１（ａ）に示す流体用容器１は、非金属容器２の面２ａに継ぎ手管１０が接合されているが、使用形態に応じて他の面に接合することもできる。
図１（ａ）に示す流体用容器１は、継ぎ手管１０の凹凸を含む粗面１２の溝や孔に溶融状態の非金属容器２を構成する非金属材料が入り込んだり、凹凸を含む粗面１２を溶融状態の非金属材料が覆ったりした後で固化することで、継ぎ手管１０と非金属容器２が接合されたものである。

流体用容器１は、金属からなる継ぎ手管１０を１本有しているもの、２本有しているもの、または３本以上有しているものにすることができる。
継ぎ手管１０を複数本有しているときの配置状態は特に制限されるものではなく、用途に応じて決まるものである。

図１（ａ）は、継ぎ手管１０を３本有している実施形態である。
３本の継ぎ手管１０は、非金属容器２の表面において、同一線上にならない異なる位置に接合されている。
また、図１（ａ）では、３本の継ぎ手管１０は、三角形（正三角形）の頂点となるように配置されている。
図１（ａ）に示す流体用容器（複合成形体）１は、形状、厚さおよび大きさを調整することで、流体を入れる容器の蓋としても使用することができ、特に大型容器の蓋として適している。

（２）図１に示す流体用容器の改変形実施形態
図１（ｂ）に示す流体用容器１は、接着剤層を介して継ぎ手管１０と非金属容器２が接合されたものにすることができる。
図１（ａ）に示す継ぎ手管１０の凹凸を含む粗面１２を覆う接着剤層が形成されており、前記接着剤層を介して、継ぎ手管１０と非金属容器２が接合されている。

（３）図２に示す流体用容器
図２（ａ）に示すとおり、流体用容器（複合成形体）５０は、非金属材料からなる非金属容器（非金属成形体）５２と、非金属容器５２と接合された金属からなる継ぎ手管６０を有している。
流体用容器５０は、用途に応じて液体、気体、粉体などの流体を入れて使用するものである。

非金属材料からなる非金属容器５２の形状や大きさは、用途に応じて選択されるものであり、特に制限されるものではない。
非金属材料は、合成樹脂、熱可塑性エラストマーおよびゴムから選ばれるものである。

図２（ｃ）に示すとおり、金属からなる継ぎ手管６０は、非金属容器５２との接合部となる第１端部６０ａ側の面に、継ぎ手管６０の外表面に連続波レーザー光またはパルス波レーザー光が照射されて形成された凹凸を含む粗面６２を有している。
凹凸を含む粗面６２は、溝や多数の独立した孔のほか、孔同士が連結されて大きな孔になったものが多数存在している部分であり、場合により、溶融した金属が溝や孔の周囲に盛り上がった状態で固化したものを含んでいてもよい。

継ぎ手管６０は、第１端部６０ａと反対側の第２端部６０ｂには、他の管との接続手段部６５を有している。
ここで接続手段部６５としては、公知の接続手段であるねじ込み式、ユニオン式、溶接式、フランジ式、くい込み式、フレア式、メカニカル式、ハウジング式などから選択することができる。

図２（ａ）に示す流体用容器５０は、非金属容器５２の面５２ａと面５２ｂに継ぎ手管６０が接合されているが、使用形態に応じて他の面に接合することもできる。
図２（ａ）に示す流体用容器５０は、金継ぎ手管６０の凹凸を含む粗面６２の溝や孔に溶融状態の非金属容器５２を構成する非金属材料が入り込んだり、凹凸を含む粗面６２を溶融状態の非金属材料が覆ったりした後で固化することで、継ぎ手管６０と非金属容器５２が接合されたものである。

流体用容器５０は、金属からなる継ぎ手管６０を１本有しているもの、２本有しているもの、または３本以上有しているものにすることができる。
継ぎ手管６０を複数本有しているときの配置状態は特に制限されるものではなく、用途に応じて決まるものである。

図２（ａ）は、継ぎ手管６０を４本有している実施形態である。
面５２ａに接合された３本の継ぎ手管６０は、図２（ｂ）に示すとおり、同一線上にならない異なる位置であり、三角形（正三角形）の頂点となるように配置されている。
なお、図２（ａ）に示す流体用容器５０は、図３（ａ）、（ｂ）に示すとおり、３本の継ぎ手管６０が同一線上になるように配置することもできる。

図２、図３に示す流体用容器５０は、金継ぎ手管６０の凹凸を含む粗面６２を覆う接着剤層を介して、継ぎ手管６０と非金属容器５２が接合されたものにすることができる。
図２、図３に示す流体用容器（複合成形体）５０は、形状、厚さおよび大きさを調整することで、流体を入れる容器の蓋としても使用することができ、特に大型容器の蓋として適している。

（４）図４に示す流体用容器
図４（ａ）に示すとおり、流体用容器（複合成形体）100は、金属容器102と、金属容器102と接合された非金属材料からなる継ぎ手管110を有している。
流体用容器100は、用途に応じて液体、気体、粉体などの流体を入れて使用するものである。

図４（ｂ）に示すとおり、金属容器（金属成形体）102は、容器本体部103と、容器本体部103の一面103aから突き出された金属接続管104を有している。
金属容器102の形状や大きさは、用途に応じて選択されるものであり、特に制限されるものではない。

図４（ｃ）に示すとおり、金属容器102に形成された金属接続管104は、非金属材料からなる継ぎ手管110との接合部となる外周面105に連続波レーザー光またはパルス波レーザー光が照射されて形成された凹凸を含む粗面106を有している。
凹凸を含む粗面106は、溝や多数の独立した孔のほか、孔同士が連結されて大きな孔になったものが多数存在している部分であり、場合により、溶融した金属が溝や孔の周囲に盛り上がった状態で固化したものを含んでいてもよい。

図４（ｄ）に示すとおり、非金属材料からなる継ぎ手管110は、第１端部110aと反対側の第２端部110bには、他の管との接続手段部115を有している。
非金属材料は、合成樹脂、熱可塑性エラストマーおよびゴムから選ばれるものである。
接続手段部115としては、公知の接続手段であるねじ込み式、ユニオン式、溶接式、フランジ式、くい込み式、フレア式、メカニカル式、ハウジング式などから選択することができる。

図４（ａ）に示す流体用容器100は、金属容器102の面102aに継ぎ手管110が接合されているが、使用形態に応じて他の面に接合することもできる。
図４（ａ）に示す流体用容器１は、金属容器102に形成された金属接続管104の凹凸を含む粗面106の溝や孔に溶融状態の継ぎ手管110を構成する非金属材料が入り込んだり、凹凸を含む粗面106を溶融状態の非金属材料が覆ったりした後で固化することで、継ぎ手管110と非金属容器102が接合されたものである。

流体用容器100は、非金属材料からなる継ぎ手管110を１本有しているもの、２本有しているもの、または３本以上有しているものにすることができる。
継ぎ手管110を複数本有しているときの配置状態は特に制限されるものではなく、用途に応じて決まるものである。

図４に示す流体用容器100は、金属容器102に形成された金属接続管104の凹凸を含む粗面106を覆う接着剤層を介して、継ぎ手管110と金属容器102が接合されたものにすることができる。
図４に示す流体用容器（複合成形体）100は、形状、厚さおよび大きさを調整することで、流体を入れる容器の蓋としても使用することができ、特に大型容器の蓋として適している。

（５）図１に示す流体用容器１の製造方法
〔凹凸を含む粗面の形成工程〕
初めの工程にて、金属からなる継ぎ手管１０が非金属容器２と接合する面に対してレーザー光を照射して、凹凸を含む粗面１２を形成する。
凹凸を含む粗面１２の深さは、金属管１０の外表面から約５０μm〜約５００μmの範囲が好ましいが、前記範囲に制限されるものではない。
金属管１０は、凹凸を含む粗面１２が形成されることで、例えば指で触ったときにはざらざらした感触のある表面状態になっている。

金属からなる継ぎ手管１０で使用する金属は、流体用容器１の用途に応じて選択することができるものであり、例えば、鉄、各種ステンレス、アルミニウム、亜鉛、チタン、銅、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、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でもよい。

レーザー光は、連続波レーザーまたはパルス波レーザーを使用して照射することができる。
まず、連続波レーザーを使用する方法を説明する。
連続波レーザーの照射速度は、２０００mm／sec以上が好ましく、２０００〜２０，０００mm／secがより好ましく、２，０００〜１８，０００mm／secがさらに好ましく、２，０００〜１５，０００mm／secが特に好ましい。
連続波レーザーの照射速度が前記範囲であると、加工速度を高めることができ（即ち、加工時間を短縮することができ）、金属からなる継ぎ手管１０と非金属容器２の接合強度も高いレベルに維持することができる。

連続波レーザー光を照射するときは、図１（ｂ）に示すように、継ぎ手管１０の長さ方向に連続波レーザー光を照射する方法を適用することができる。図１（ｂ）は、一方向に１本のラインを形成するように照射した後、一旦レーザー光の照射を停止して、周方向に間隔をおいて再度レーザー光を照射することを繰り返した状態を示している。また、レーザー光の照射を途中で停止することなく、ジクザクのラインを形成するように連続照射することもできる。
連続波レーザー光は、複数回連続照射して１本の直線または１本の曲線を形成することもできる。
同じ連続照射条件であれば、１本の直線または１本の曲線を形成するための照射回数（繰り返し回数）が増加すると凹凸を含む粗面１２の溝や孔の深さが大きくなったり、溝や孔同士が連結して複雑な構造になったりすることから、前記溝や孔内部に非金属容器２の構成材料が侵入することで継ぎ手管１０と非金属容器２の結合力が高くなる。

連続波レーザー光の連続照射は、例えば次のような条件で実施することができる。
出力は４〜４０００Ｗが好ましく、５０〜２５００Ｗがより好ましく、１００〜２０００Ｗがさらに好ましく、２５０〜２０００Ｗがさらに好ましい。
ビーム径（スポット径）は５〜２００μmが好ましく、５〜１００μmがより好ましく、１０〜１００μmがさらに好ましく、１１〜８０μmがさらに好ましい。
さらに出力とスポット径の組み合わせの好ましい範囲は、レーザー出力とレーザー照射スポット面積（π×〔スポット径／２〕²）から求められるエネルギー密度（Ｗ／μm²）より選択することができる。
エネルギー密度（Ｗ／μm²）は、０．１Ｗ／μm²以上が好ましく、０．２〜１０Ｗ／μm²がより好ましく、０．２〜６．０Ｗ／μm²がさらに好ましい。
エネルギー密度（Ｗ／μm²）が同じであるとき、出力（Ｗ）が大きい方がより大きなスポット面積（μm²）に対してレーザー照射できることになるため、処理速度（１秒当たりのレーザー照射面積；mm²／sec）が大きくなり、加工時間も短くすることができる。
波長は３００〜１２００nmが好ましく、５００〜１２００nmがより好ましい。
焦点位置は-１０〜+１０mmが好ましく、−６〜＋６mmがより好ましい。

連続波レーザーの照射速度、レーザー出力、レーザービーム径（スポット径）およびエネルギー密度との好ましい関係は、連続波レーザーの照射速度が２，０００〜１５，０００mm／secであり、レーザー出力が２５０〜２０００Ｗ、レーザービーム径（スポット径）が１０〜１００μmであり、前記レーザー出力とスポット面積（π×〔スポット径／２〕²）から求められるエネルギー密度（Ｗ／μm²）が０．２〜１０Ｗ／μm²の範囲である。

連続波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（好ましくはシングル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。これらの中でもエネルギー密度が高められることから、ファイバーレーザーが好ましく、特にシングルモードファイバーレーザーが好ましい。

このときの継ぎ手管１０の面１１に形成された凹凸を含む粗面１２の一実施形態を図５〜図７により説明する。
図５に示すとおり、レーザー光（例えば、スポット径１１μm）を連続照射して多数の線（図面では３本の線161〜163を示している。各線の間隔は５０μm程度。）を形成することで粗面化することができる。１本の直線への照射回数は１〜１０回が好ましい。
連続波レーザーを照射した後の金属からなる継ぎ手管１０の凹凸を含む粗面１２の表層部は、例えば、図６（ａ）、図７（ａ）〜（ｃ）に示すようになっている。「金属からなる継ぎ手管１０の表層部」は、表面から開放孔（幹孔または枝孔）の深さ程度までの部分であり、表面から約５０μm〜約５００μmの範囲である。
なお、１本の直線への照射回数は１０回を超えることもでき、１０回を超える回数である場合には、粗面化のレベルをより高めることができ、継ぎ手管１０と非金属容器２の接合強度を高めることができるが、合計照射時間が長くなる。このため、目的とする継ぎ手管１０と非金属容器２の接合強度と製造時間との関係を考慮して、１本の直線への照射回数を決めることが好ましい。１本の直線への照射回数が１０回を超える回数であるとき、好ましくは１０回超〜５０回以下、より好ましくは１５〜４０回、さらに好ましくは２０〜３５回である。

金属からなる継ぎ手管１０の凹凸を含む粗面１２の表層部は、図６、図７に示すように、継ぎ手管１０の表面側に開口部131のある開放孔130を有している。
開放孔130は、厚さ方向に形成された開口部131を有する幹孔132と、幹孔132の内壁面から幹孔132とは異なる方向に形成された枝孔133からなる。枝孔133は、１本または複数本形成されていてもよい。
なお、流体用容器１において継ぎ手管１０と非金属容器２の接合強度が維持できるのであれば、開放孔130の一部が幹孔132のみからなり、枝孔133がないものでもよい。

金属からなる継ぎ手管１０の凹凸を含む粗面１２の表層部は、図６、図７に示すように、継ぎ手管１０の表面側に開口部のない内部空間140を有している。
内部空間140は、トンネル接続路150により開放孔130と接続されている。

継ぎ手管４の凹凸を含む粗面１２の表層部は、図６（ｂ）に示すように、複数の開放孔130が一つになった開放空間145を有していてもよいし、開放空間145は、開放孔130と内部空間140が一つになって形成されたものでもよい。一つの開放空間145は、一つの開放孔130０よりも内容積の大きなものである。
なお、多数の開放孔130が一つになって溝状の開放空間145が形成されていてもよい。

図示していないが、図７（ａ）に示すような２つの内部空間140同士がトンネル接続路150で接続されていてもよいし、図６（ｂ）に示すような開放空間145と、開口孔130、内部空間140、他の開放空間145がトンネル接続路150で接続されていてもよい。

内部空間140は、全てが開放孔130および開放空間145の一方または両方とトンネル接続路150で接続されているものであるが、流体用容器１において継ぎ手管１０と非金属容器２の接合強度が維持できるのであれば、内部空間140のうちの一部が開放孔130および開放空間145と接続されていない閉塞状態の空間であってもよい。

このようにレーザー光を連続照射したときに図６、図７で示されるような開放孔130、内部空間140などが形成される詳細は不明であるが、レーザー光を連続照射したとき、継ぎ手管１０の表面に一旦は孔や溝が形成されるが、溶融した金属が盛り上がって蓋をしたり、堰き止めたりする結果、開放孔130、内部空間140、開放空間145が形成されるものと考えられる。
また、同様に開放孔130の枝孔133やトンネル接続路150が形成される詳細も不明であるが、一旦形成された孔や溝の底部付近に滞留した熱によって、孔や溝の側壁部分が溶融する結果、幹孔132の内壁面が溶融して枝孔133が形成され、さらに枝孔133が延ばされてトンネル接続路150が形成されるものと考えられる。

次に、パルス波レーザーを使用する方法を説明する。
パルス波レーザーの照射は、特開２０１３−５２６６９号公報、特開２０１４−１８９９５号公報、特開２０１４−５１０４０号公報、特開２０１４−５１０４１号公報、特開２０１４−６５２８８号公報、特開２０１４−１６６６９３号公報、特開２０１４−１９３５６９号公報に記載の方法により実施することができる。

〔前工程において凹凸を含む粗面１２が形成された継ぎ手管１０と非金属容器２を接合させる工程〕
次の工程では、金属からなる継ぎ手管１０の凹凸を含む粗面１２が形成された部分と非金属容器２を接合させて、流体用容器１を得る。
接合方法としては、継ぎ手管１０と非金属容器２となる構成材料に適した公知の成形方法を適用して実施することができる。

非金属容器２の構成材料は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性エラストマー、ゴムを使用する。
熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマーを使用した場合には、溶融した樹脂に圧力などをかけることで、金属からなる継ぎ手管１０の凹凸を含む粗面１２に形成された孔や溝やトンネル接続路内に樹脂を入り込ませた後、樹脂を冷却固化させることで一体化できる方法であればよい。射出成形や圧縮成形のほか、射出圧縮成形などの成形方法も使用することができる。
熱硬化性樹脂を使用した場合には、液状或いは溶融状態の樹脂に圧力などをかけることで、金属からなる継ぎ手管１０の凹凸を含む粗面１２に形成された孔や溝やトンネル接続路内に樹脂を入り込ませた後、樹脂を熱硬化させることで一体化できる成形方法であればよい。射出成形や圧縮成形のほか、トランスファー成形などの成形方法も使用することができる。
ゴムを使用した場合には、圧縮成形、トランスファー成形などを使用することができる。

圧縮成形法を適用するときは、例えば、型枠内に金属からなる継ぎ手管１０の凹凸を含む粗面１２が露出された状態で継ぎ手管１０を配置し、そこに熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、熱硬化性樹脂（但し、プレポリマー）を入れた後で、圧縮する方法を適用することができる。
なお、射出成形法と圧縮成形法で熱硬化性樹脂（プレポリマー）を使用したときは、後工程において加熱などをすることで熱硬化させる。

熱可塑性樹脂は、流体用容器１の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、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド系樹脂、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、流体用容器１の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、流体用容器１の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。

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には、公知の各種添加剤として、難燃剤、可塑剤、各種安定剤、各種充填材などを配合することができるほか、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り、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は、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、例えば継ぎ手管１０の粗面１２が有する孔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、より望ましくは５〜３０μｍ、さらに望ましくは７〜２０μmである。
熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性エラストマー１００質量部に対する繊維状充填材の配合量は５〜２５０質量部が好ましい。より望ましくは、２５〜２００質量部、さらに望ましくは４５〜１５０質量部である。

ゴムは流体用容器１の用途に応じて公知のゴムから適宜選択することができる。例えば、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‐スチレンおよびスチレン‐エチレン‐ブタジエン‐スチレン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使用することができる。

ゴムには、必要によりゴムの種類に応じた硬化剤を含有させるが、その他、公知の各種ゴム用添加剤を配合することができる。ゴム用添加剤としては、硬化剤、硬化促進剤、老化防止剤、シランカップリング剤、補強剤、難燃剤、オゾン劣化防止剤、充填剤、プロセスオイル、可塑剤、粘着付与剤、加工助剤などを使用することができる。

（６）図２、図３に示す流体用容器５０の製造方法
図１に示す流体用容器１の凹凸を含む粗面１２の形成工程と同様の方法によって、金属からなる継ぎ手管６０に凹凸を含む粗面６２を形成する。
次の工程において、図１に示す金属からなる継ぎ手管１０と非金属容器２を接合させる工程と同様の方法によって、非金属容器５２と継ぎ手管６０を接合させて流体用容器５０を得る。

容器の構成材料として熱可塑性樹脂などの非金属材料を使用し、継ぎ手管として金属からなるものを使用したときは、金型を使用する圧縮成形法や射出成形法を適用して図３に示すように３本の継ぎ手管が、非金属容器表面において同一線上にあるものを製造することはできる。
しかし、図１、図２に示すような、３本の継ぎ手管が、非金属容器表面において同一線上にならない異なる位置に接合されているもの、３本の継ぎ手管が、金属容器表面において正多角形の頂点を形成するように配置されて接合されているものは、金型を使用する圧縮成形法や射出成形法を適用して製造することができない。
これは、金型内に３本の継ぎ手管が同一線上にならないように配置することが困難であるためである。
なお、本発明には含まれないが、容器と継ぎ手管の両方の構成材料として熱可塑性樹脂などを使用した場合にも、射出成形法を使用して図１〜図３と同じものを製造することができるが、使用時に高い圧力が加えられることが考えられる継ぎ手管部分が樹脂製であると、耐久性の点で改善の余地がある。

（７）図１に示す流体用容器１、図２、図３に示す流体用容器５０において、接着剤層を有する実施形態の製造方法
前工程においてレーザー光が照射された金属からなる継ぎ手管１０または継ぎ手管６０の凹凸を含む粗面１２または粗面６２に接着剤を塗布し、凹凸を含む粗面１２または粗面６２の溝や孔などの内部に接着剤を入り込ませ、さらに粗面１２または粗面６２も接着剤で覆って接着剤層を形成した後、別途成形した非金属容器２または５２に継ぎ手管１０または継ぎ手管６２嵌め込んで固定する方法、または
前工程においてレーザー光が照射された金属からなる継ぎ手管１０または継ぎ手管６０の凹凸を含む粗面１２または粗面６２に接着剤を塗布し、凹凸を含む粗面１２または粗面６２の溝や孔などの内部に接着剤を入り込ませ、さらに粗面１２または粗面６２も接着剤で覆って接着剤層を形成した後、前記接着剤層を形成した継ぎ手管の粗面１２または粗面６２を含む部分を金型内に配置して、非金属容器２または非金属容器５２となる構成材料を射出成形、プレス成形（トランスファー成形も含む）などの方法を使用して接合させる方法を適用することができる。接着剤は、公知の熱可塑性接着剤、ゴム系接着剤などを使用することができる。
なお、熱硬化性樹脂（プレポリマー）を使用したときは、後工程において加熱などをすることで熱硬化させる。

（８）図４に示す流体用容器100の製造方法
流体用容器１の粗面１２の形成方法と同様にして、金属容器102の一面103aから突き出された金属接続管104が非金属材料からなる継ぎ手管110と接合する面（図１（ｂ）の金属接続管104の周面の全体または一部）に対してレーザー光を照射して、凹凸を含む粗面106を形成する。
金属容器102の金属は、図１の継ぎ手管１０で使用する金属と同じものである。
継ぎ手管110の非金属材料は、図１の非金属容器２の構成材料と同じものである。

次に、流体用容器１と同様にして、金属容器102の金属接続管104と継ぎ手管110を接合させる。
例えば、型枠内に金属容器102の金属接続管104の凹凸を含む粗面106が露出された状態で配置し、そこに継ぎ手管110の構成材料となる熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、熱硬化性樹脂（但し、プレポリマー）を入れた後で、圧縮する方法または射出する方法を適用することができる。
熱硬化性樹脂（プレポリマー）を使用したときは、後工程において加熱などをすることで熱硬化させる。
継ぎ手手管110の構成材料としてゴムを使用した場合には、圧縮成形、トランスファー成形などを使用することができる。

（８）図４に示す流体用容器100において、接着剤層を有する実施形態の製造方法
前工程においてレーザー光が照射された金属接続管104の凹凸を含む粗面106に接着剤を塗布し、凹凸を含む粗面106の溝や孔などの内部に接着剤を入り込ませ、さらに粗面106も接着剤で覆って接着剤層を形成した後、図４（ｄ）に示す別途成形した非金属材料からなる継ぎ手管110を図４（ｃ）に示す状態になるように嵌め込んで固定する方法、または
前工程においてレーザー光が照射された金属接続管104の凹凸を含む粗面106に接着剤を塗布し、凹凸を含む粗面106の溝や孔などの内部に接着剤を入り込ませ、さらに粗面106も接着剤で覆って接着剤層を形成した後、前記接着剤層を形成した金属接続管104の粗面106を含む部分を金型内に配置して、継ぎ手管110となる非金属材料を射出成形、プレス成形（トランスファー成形も含む）などの方法を使用して接合させる方法を適用することができる。
接着剤は、公知の熱可塑性接着剤、ゴム系接着剤などを使用することができる。
なお、熱硬化性樹脂（プレポリマー）を使用したときは、後工程において加熱などをすることで熱硬化させる。

実施例１〜３および比較例１
実施例１〜３は、図１（ｂ）に示す継ぎ手管（ＳＵＳ３０４）１０（内径6mm、外径8mm、長さ70mm）の一端部１０ａからｘｍｍの長さ範囲（表１）に対して下記条件で連続波レーザーを照射して、凹凸を有する粗面１２を形成した。なお、粗面は長さｘの周面全体に対して形成した。
図８は、実施例１の継ぎ手管１０に連続波レーザー光を照射した後のＳＥＭ写真（４０倍）である。凹凸が形成されて粗面化されたことが確認できる。

（連続波レーザーの照射条件）
波形：連続波
出力（Ｗ）：２７４
波長（ｎｍ）：１０７０
スポット径（μm）：１１
エネルギー密度（W/μm²）：３．４９
レーザー照射速度（mm／sec）：７５００
合計ライン本数：７６８５
回転速度：４．０ｒ／ｍ
合計加工時間（ｓ）：２４３

次に、図１（ｂ）に示す一端部１０ａから長さｘｍｍの範囲に粗面が形成された継ぎ手管１０を使用して、下記の条件で樹脂を射出成形して、図１（ｃ）に示す接合構造を有する複合成形体（樹脂容器２と金属継ぎ手管１０の複合成形体であり、図１（ａ）において１本の継ぎ手管１０が面２ａの中心部分に接合されたもの）を得た。
実施例１〜３のそれぞれの複合成形体では、継ぎ手管１０と樹脂容器２の接合長さは、それぞれ長さｘｍｍの範囲である。
比較例１は、レーザー照射をしないで、金属管１０と樹脂容器２の接合長を実施例１と同じ長さにした例である。

（射出成形条件）
樹脂：GF60%強化PA66樹脂（プラストロンPA66−GF60−01（L７）：ダイセルポリマー（株）製），ガラス繊維の繊維長：１１ｍｍ
樹脂温度：３２０℃
金型温度：１００℃
射出成形機：ファナック製ROBOSHOT S2000i100B）

（引き抜き強度の測定）
図１（ｃ）に示す接合構造の複合成形体を使用して、引き抜き試験を実施した。
図１（ａ）（但し、継ぎ手管１０は１本）、（ｃ）において、面２ａを固定した状態で、継ぎ手管１０の接続手段部１５と面１１との段差部に引っ張り具を引っ掛けた状態で、継ぎ手管１０の軸方向に引っ張った
このとき、容器２から継ぎ手管１０が外れたときの強度を（株）エー・アンド・デイ製 テンシロン万能材料試験機（型番：RTF-1350）で測定し、最大強度を引き抜き強度とした。引っ張り速度は１ｍｍ/分で行った。

本発明の複合成形体は、オイルキャッチタンク（エンジンオイルの一次貯留タンク）またはその蓋、各種車両の冷却水タンクまたはその蓋、各種車両の燃料タンクまたはその蓋、各種測定機器を使用した測定システムの一部、各種製造プラントの製造フローの一部などとして使用することができる。

１ 複合成形体
２ 非金属成形体
１０ 金属継ぎ手管
１２ 粗面
１５ 接続手段部
５０ 複合成形体
５２ 非金属成形体
６０ 金属継ぎ手管
６２ 粗面
６５ 接続手段部

Claims (13)

1. 合成樹脂、熱可塑性エラストマーおよびゴムから選ばれる非金属材料からなる非金属成形体と、前記非金属成形体と接合された金属からなる継ぎ手管を有している複合成形体であって、
   前記金属からなる継ぎ手管の第１端部の外表面と前記非金属成形体が接合されており、前記継ぎ手管の第２端部の非接合部が他の管との接続手段を有しているものであり、
   前記継ぎ手管が、前記非金属成形体との接合部となる部分に前記継ぎ手管の外表面に連続波レーザー光またはパルス波レーザー光が照射されて形成された凹凸を含む粗面を有しており、
   前記継ぎ手管と前記非金属成形体が、前記継ぎ手管の凹凸を含む粗面と前記非金属成形体の非金属材料が接触することで接合されたものである、複合成形体。
2. 合成樹脂、熱可塑性エラストマーおよびゴムから選ばれる非金属材料からなる非金属容器と、前記容器と接合された金属からなる継ぎ手管を有している複合成形体であって、
   前記金属からなる継ぎ手管の第１端部の外表面と前記非金属容器が接合されており、前記継ぎ手管の第２端部の非接合部が他の管との接続手段を有しているものであり、
   前記継ぎ手管が、前記非金属容器との接合部となる部分に前記継ぎ手管の外表面に連続波レーザー光またはパルス波レーザー光が照射されて形成された凹凸を含む粗面を有し、さらに前記凹凸を含む粗面を覆う接着剤層を有しており、
   前記継ぎ手管と前記非金属容器が前記接着剤層を介して接合されたものである、複合成形体。
3. 前記複合成形体が前記金属からなる継ぎ手管を３本以上有しており、
   前記３本以上の継ぎ手管が、前記非金属容器表面において同一線上にならない異なる位置に接合されているものである、請求項１または２記載の複合成形体。
4. 金属成形体と、前記金属成形体と接合された、合成樹脂、熱可塑性エラストマーおよびゴムから選ばれる非金属材料からなる継ぎ手管を有している複合成形体であって、
   前記金属成形体が、金属成形体本体部と、前記成形体本体部の少なくとも一面から突き出された金属接続管を有しているものであり、
   前記金属接続管の端部の外表面と前記非金属材料からなる継ぎ手管の第１端部が接合されており、前記非金属材料からなる継ぎ手管の第２端部が他の管との接続手段を有しているものであり、
   前記金属接続管が、前記非金属材料からなる継ぎ手管との接合部となる部分に前記金属接続管の外表面に連続波レーザー光またはパルス波レーザー光が照射されて形成された凹凸を含む粗面を有しており、
   前記金属接続管と前記非金属材料からなる継ぎ手管が、前記金属接続管の凹凸を含む粗面と前記継ぎ手管の非金属材料が接触することで接合されたものである、複合成形体。
5. 金属成形体と、前記成形体と接合された、合成樹脂、熱可塑性エラストマーおよびゴムから選ばれる非金属材料からなる継ぎ手管を有している複合成形体であって、
   前記金属成形体が、成形体本体部と、前記成形体本体部の少なくとも一面から突き出された金属接続管を有しているものであり、
   前記金属管端部の外表面と前記非金属材料からなる継ぎ手管の第１端部が接合されており、前記非金属材料からなる継ぎ手管の第２端部が他の管との接続手段を有しているものであり、
   前記金属接続管が、前記非金属材料からなる継ぎ手管との接合部となる部分に前記金属接続管の外表面に連続波レーザー光またはパルス波レーザー光が照射されて形成された凹凸を含む粗面を有し、さらに前記凹凸を含む粗面を覆う接着剤層を有しており、
   前記金属接続管と前記非金属材料からなる継ぎ手管が前記接着剤層を介して接合されたものである、複合成形体。
6. 前記複合成形体が前記非金属材料からなる継ぎ手管を３本以上有しており、
   前記３本以上の継ぎ手管が、前記金属成形体表面において同一線上にならない異なる位置に接合されているものである、請求項４または５記載の複合成形体。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の複合成形体からなる容器または前記容器の蓋。
8. 請求項１記載の複合成形体の製造方法であって、
   前記金属からなる継ぎ手管が前記非金属材料からなる非金属成形体と接合する外表面に対して連続波レーザー光またはパルス波レーザー光を照射して凹凸を含む粗面を形成する工程、
   前工程において前記レーザー光が照射された金属からなる継ぎ手管の外表面を含む部分を金型内に配置して、前記非金属成形体の構成材料となる非金属材料を射出成形する工程を有している、複合成形体の製造方法。
9. 請求項２記載の複合成形体の製造方法であって、
   前記金属からなる継ぎ手管が前記非金属材料からなる非金属成形体と接合する外表面に対して連続波レーザー光またはパルス波レーザー光を照射して凹凸を含む粗面を形成する工程、
   前工程においてレーザー光が照射された金属管の外表面に接着剤を塗布して接着剤層を形成した後、前記接着剤層を介して前記金属管と前記非金属成形体を接合する工程を有している、複合成形体の製造方法。
10. 請求項４記載の複合成形体の製造方法であって、
    前記金属成形体に形成された金属接続管が前記非金属材料からなる非金属管と接合する外表面に対して連続波レーザー光またはパルス波レーザー光を照射して凹凸を含む粗面を形成する工程、
    前工程において前記レーザー光が照射された金属管の外表面を含む部分を金型内に配置して、前記非金属管の構成材料となる非金属材料を射出成形する工程を有している、複合成形体の製造方法。
11. 請求項５記載の複合成形体の製造方法であって、
    前記金属成形体に形成された金属管の前記非金属材料からなる非金属成形体と接合する外表面に対して連続波レーザー光またはパルス波レーザー光を照射して凹凸を含む粗面を形成する工程、
    前工程において前記レーザー光が照射された金属管の外表面を含む部分に接着剤を塗布して接着剤層を形成した後、前記接着剤層を介して前記金属管と前記非金属成形体を接合する工程を有している、複合成形体の製造方法。
12. 前記凹凸を含む粗面を形成する工程が、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工程である、請求項８〜１１のいずれか１項記載の複合成形体の製造方法。
13. 前記凹凸を含む粗面を形成する工程が、連続波レーザーの照射速度が２，０００〜１５，０００mm／secであり、
    レーザー出力が２５０〜２０００Ｗ、レーザービーム径（スポット径）が１０〜１００μmであり、
    前記レーザー出力とスポット面積（π×〔スポット径／２〕²）から求められるエネルギー密度（Ｗ／μm²）が０．２〜１０Ｗ／μm²の範囲になるようにレーザー光を連続照射する工程である、請求項８〜１１のいずれか１項記載の複合成形体の製造方法。