JP7162263B2 - 機能性部材及びその生産方法 - Google Patents
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Description
表面に、ディンプル状の微小凹部であって、その凹凸ピッチの最大値が7.3μm以下であり最小値が0.4μm以上であり、その凹部の深さの最大値が1.0μm以下であり最小値が0.04μm以上である微小凹部と凹部周辺に稜線状の凸部を、微粒子状のメディアであるショット材の投射処理により、無数に不均一に形成することで、その表面に抗菌作用を持たせると共に、親水性、粉体付着抑制効果、光の反射抑制効果の3つのうちの少なくとも1つを同時に持たせた機能性部材であって、
前記機能性部材の基材が、金属材料、ステンレス鋼、アルミニウム合金、或いはプラスチック材料から成ることを特徴とする。
表面に、ディンプル状の微小凹部であって、その凹凸ピッチの最大値が7.3μm以下であり最小値が0.4μm以上であり、その凹部の深さの最大値が1.0μm以下であり最小値が0.04μm以上である微小凹部と凹部周辺に稜線状の凸部を、微粒子状のメディアであるショット材の投射処理により、無数に不均一に形成することで、その表面に抗菌作用を持たせると共に、親水性、粉体付着抑制効果、光の反射抑制効果の3つのうちの少なくとも1つを同時に持たせた機能性部材であって、
前記機能性部材が、板形状、管形状、網状、或いは線材であることを特徴とする。
表面に、ディンプル状の微小凹部であって、その凹凸ピッチの最大値が7.3μm以下であり最小値が0.4μm以上であり、その凹部の深さの最大値が1.0μm以下であり最小値が0.04μm以上である微小凹部と凹部周辺に稜線状の凸部を、微粒子状のメディアであるショット材の投射処理により、無数に不均一に形成することで、その表面に抗菌作用を持たせると共に、親水性、粉体付着抑制効果、光の反射抑制効果のうちの少なくとも1つを同時に持たせた機能性部材であって、当該機能性部材の基材が、金属材料、ステンレス鋼、アルミニウム合金、或いはプラスチック材料から成る機能性部材を生産することを特徴とする。
表面に、ディンプル状の微小凹部であって、その凹凸ピッチの最大値が7.3μm以下であり最小値が0.4μm以上であり、その凹部の深さの最大値が1.0μm以下であり最小値が0.04μm以上である微小凹部と凹部周辺に稜線状の凸部を、微粒子状のメディアであるショット材の投射処理により、無数に不均一に形成することで、その表面に抗菌作用を持たせると共に、親水性、粉体付着抑制効果、光の反射抑制効果の3つのうちの少なくとも2つを同時に持たせたことを特徴とする。
表面に、ディンプル状の微小凹部であって、その凹凸ピッチの最大値が7.3μm以下であり最小値が0.4μm以上であり、その凹部の深さの最大値が1.0μm以下であり最小値が0.04μm以上である微小凹部と凹部周辺に稜線状の凸部を、微粒子状のメディアであるショット材の投射処理により、無数に不均一に形成することで、その表面に抗菌作用を持たせると共に、親水性、粉体付着抑制効果、光の反射抑制効果の3つのうちの少なくとも1つを同時に持たせた機能性部材であって、
前記機能性部材が、板形状、管形状、網状、或いは線材であることを特徴とする。
かかる知見は、ディンプル状の表面にディンプル状の微小凹部と凹部周辺に稜線状の凸部を不均一に形成した部材に関して、従来知られていない作用効果であり、上述したように、これまでの知見からは予測不能な作用効果である。
試験方法は、表面処理(表面テクスチャ)の異なる試料(試験片)について、フィルム密着法による抗菌力評価試験を行った。
試験菌株:Escherichia coli NBRC3972株
接種菌液濃度:3.3×105 CFU/mL
菌液接種量:0.4mL
試験面積:40×40mm角
被覆フィルム:エスクリニカパックL、積水化学工業(株)製
試験温度:35°C
試験時間:8時間
生菌数測定には大腸菌群用微生物培地シート(JNC(株)製)を用いた。
生菌数測定は、試料を滅菌生理食塩水9.6mLで洗い、この洗い出した液中の生菌数濃度を測定することで行った。
後述する試料(2)~(3)(機能性部材の例)は、この試料(1)に対して各種の表面処理を施したものである。
次に、例えば、2種類目のメディア(商品名「フジランダム(カーボランダム)」、粒番号C♯3000(最大粒子径13μm以下、累積高さ50%点の粒子径4.0±0.5μm)のSiC(炭化珪素))を、1/数(例えば0.4)MPa程度の圧縮空気と共に被加工面に投射処理(投射加工)を行った。
上述した仕様の異なるメディアを二段階に分けて投射加工を行う微小凹凸形成処理(微粒子ピーニング処理)を、ここではP43と称する。
なお、試料(2)は、図3に示すように、表面に、ディンプル状の微小凹部が無数にランダムに形成されている。参考までに、面粗さRa=0.252μm、面粗さRz=3.238μm程度の表面である。
このような投射加工を行う微小凹凸形成処理(微粒子ピーニング処理)を、ここではPT1と称する。
なお、試料(3)は、図4に示すように、表面に、ディンプル状の微小凹部が無数にランダムに形成されている。参考までに、面粗さRa=0.042μm、面粗さRz=0.689μm程度の表面である。
その結果、図1にまとめて示すように、これら各種の機能性部材は、未処理基材に比べて、抗菌性等の種々の特性が大幅に改善できる結果が得られた。
また、水などの液体と共にショットを高圧で噴射するウォータージェットも使用することができる。
すなわち、「微粒子ピーニングにより表面に微小凹凸を形成することで表面に抗菌作用を持たせる」という特定方法(表現)を用いる代わりに、「表面にディンプル状の微小凹部と凹部周辺に稜線状の凸部を不均一に形成することで表面に抗菌作用を持たせる」という特定方法(表現)を用いている。
しかしながら、先行技術などとの対比において、上記特定方法(表現)では、微粒子ピーニングにより形成された凹凸表面を、他と区別した特徴的な特定方法(表現)として採用することが難しくなる場合も想定される。
従って、微粒子ピーニング処理により形成された微小凹凸を形状、構造、特性等により特定することには、本願出願時において不可能・非現実的事情が存在しており、「微粒子ピーニングにより表面に微小凹凸を形成することで」という表現を用いざるを得ない場合があることについて、以下に説明しておく。
また、数ミリオーダーのメディアを衝突させて残留応力を付与して疲労限を改善するショットピーニング処理からは、微粒子ピーニング処理を施した表面が抗菌効果を有するといったことは到底予測できないものである。
以上のように、微粒子ピーニング処理により形成された微小凹凸を形状、構造、特性等により特定することには、本願出願時において不可能・非現実的事情が存在している。
すなわち、部材の表面にディンプル状の微小凹部と凹部周辺に稜線状の凸部を不均一に形成することで、部材の表面に抗菌作用、さらにはそれに加え、親水性 (洗浄性と相関)、粉体付着抑制効果、光の反射抑制効果を持たせる表面処理方法も本明細書の開示の範囲である。
Claims (4)
- 表面に、ディンプル状の微小凹部であって、その凹凸ピッチの最大値が7.3μm以下であり最小値が0.4μm以上であり、その凹部の深さの最大値が1.0μm以下であり最小値が0.04μm以上である微小凹部と凹部周辺に稜線状の凸部を、微粒子状のメディアであるショット材の投射処理により、無数に不均一に形成することで、その表面に抗菌作用を持たせると共に、親水性、粉体付着抑制効果、光の反射抑制効果の3つのうちの少なくとも1つを同時に持たせた機能性部材であって、
前記機能性部材の基材が、金属材料、ステンレス鋼、アルミニウム合金、或いはプラスチック材料から成ること を特徴とする機能性部材。 - 表面に、ディンプル状の微小凹部であって、その凹凸ピッチの最大値が7.3μm以下であり最小値が0.4μm以上であり、その凹部の深さの最大値が1.0μm以下であり最小値が0.04μm以上である微小凹部と凹部周辺に稜線状の凸部を、微粒子状のメディアであるショット材の投射処理により、無数に不均一に形成することで、その表面に抗菌作用を持たせると共に、親水性、粉体付着抑制効果、光の反射抑制効果の3つのうちの少なくとも1つを同時に持たせた機能性部材であって、
前記機能性部材が、板形状、管形状、網状、或いは線材であること を特徴とする機能性部材。 - 表面に、ディンプル状の微小凹部であって、その凹凸ピッチの最大値が7.3μm以下であり最小値が0.4μm以上であり、その凹部の深さの最大値が1.0μm以下であり最小値が0.04μm以上である微小凹部と凹部周辺に稜線状の凸部を、微粒子状のメディアであるショット材の投射処理により、無数に不均一に形成することで、その表面に抗菌作用を持たせると共に、親水性、粉体付着抑制効果、光の反射抑制効果のうちの少なくとも1つを同時に持たせた機能性部材であって、当該機能性部材の基材が、金属材料、ステンレス鋼、アルミニウム合金、或いはプラスチック材料から成る機能性部材を生産することを特徴とする機能性部材の生産方法。
- 表面に、ディンプル状の微小凹部であって、その凹凸ピッチの最大値が7.3μm以下であり最小値が0.4μm以上であり、その凹部の深さの最大値が1.0μm以下であり最小値が0.04μm以上である微小凹部と凹部周辺に稜線状の凸部を、微粒子状のメディアであるショット材の投射処理により、無数に不均一に形成することで、その表面に抗菌作用を持たせると共に、親水性、粉体付着抑制効果、光の反射抑制効果のうちの少なくとも1つを同時に持たせた機能性部材であって、板形状、管形状、網状、或いは線材である機能性部材を生産することを特徴とする機能性部材の生産方法。
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