JP7162263B2

JP7162263B2 - 機能性部材及びその生産方法

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Publication number: JP7162263B2
Application number: JP2019162302A
Authority: JP
Inventors: 英二下平; 正夫熊谷; 秀実荻原; 伴子児玉
Original assignee: Friction Co Ltd; Surf Technology Co Ltd
Current assignee: Friction Co Ltd; Surf Technology Co Ltd
Priority date: 2019-09-05
Filing date: 2019-09-05
Publication date: 2022-10-28
Anticipated expiration: 2039-09-05
Also published as: JP2021037226A

Description

本発明は、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等の機能を付与した機能性部材（以下において、単に部材とも称する。）に関する。

従来、小麦粉、コーンスターチ、片栗粉、抹茶パウダー、ココアパウダー、粉糖、カレー粉などの食用粉体や医薬品粉体（粉末薬）などの粉体は、フルイによる分別（或いは分級）の対象とされたり、ホッパーなどの収容容器やシューターやコンベアーなどの搬送部品を用いて取り扱われる。

これら粉体はふるいや収容容器や搬送部品などの部材表面へ付着して成長し、比較的大きな塊等となって排出不良（ホッパー）を招いたり、目詰り（フルイ）を招くといったトラブルが発生し、生産効率の低下や不良品増加の一因となっている。

このようなことから、本発明者等は、種々の研究・実験を繰り返し、その結果に基づいて、本願出願人等は、特許文献１において、微粒子ピーニング処理（ＷＰＣ処理（登録商標。以下、同様））を施すことにより、粉体と接触する部材（以下、粉体接触部材とも称する）の表面に微小凹部（微小ディンプル）を複数形成することで、粉体の付着を抑制することができる技術を提案した。

特許第６４１６１５１号明細書

ここで、本願出願人等は、ディンプル状の微小凹凸を形成することによる表面改質技術の様々な分野への適用の可能性を探るべく、処理対象と接触する部材（処理対象接触部材）の表面に微小凹凸を不均一に形成することによる作用効果を様々な分野で確認するといったアプローチを種々行っているが、その過程において、本発明者等は、これまで知られていなかった新たな知見を得た。

なお、これまでに、ディンプル状の微小凹部を複数（無数）に形成することによる効果として知られていた効果は、粉体や粘着物の付着抑制、摺動部に微小凹凸を無数に形成することでオイル溜まりとして機能させて摺動抵抗の低減・摩耗抑制などの効果であり、今回発見した効果はこれらからは予測不能な全く別異の効果である。

その知見とは、部材の表面に、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と、抗菌（或いは滅菌、殺菌）効果およびそれに加え親水性、粉体付着抑制、光の反射抑制を同時に生じさせることができ、ステンレス鋼、アルミニウム合金等の金属、プラスチック材といった基材を用いてその効果が発揮できるというものである。

本発明は、上述したような実情に鑑みなされたもので、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（或いは滅菌、殺菌）効果およびそれに加え親水性、粉体付着抑制、光の反射抑制を同時に持たせることができる機能性部材及びその生産方法を提供することを目的とする。

このため、本発明に係る機能性部材は、
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。

本発明に係る機能性部材は、
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。

本発明に係る機能性部材の生産方法は、
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。

本発明に係る機能性部材は、
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。

本発明に係る機能性部材の生産方法は、
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。

本発明によれば、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（或いは滅菌、殺菌）効果を有し、さらには抗菌作用に加えて親水性、粉体付着抑制効果、光の反射抑制効果を有する機能性部材及びその生産方法を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る部材の表面に、微粒子ピーニング処理により、ディンプル状の微小凹部と凹部周辺に稜線状の凸部からなる不均一凹凸形状を形成した、種々の基材における各基材未処理部材に対する抗菌効果の有無、洗浄性に対応する親水性(低い接触角)、粉体の付着抑制効果(小麦粉)、光の反射抑制効果を示す一覧表である。同上実施の形態に係る試験に供した試料（１）：ＳＵＳ３０４ステンレス鋼未処理部材の表面の３Ｄ画像及び表面粗さを示す図である。同上実施の形態に係る試験に供した試料（２）：ＳＵＳ３０４ステンレス鋼処理部材の表面の３Ｄ画像及び表面粗さを示す図である。同上実施の形態に係る試験に供した試料（３）：ＳＵＳ３０４ステンレス鋼処理部材の表面の３Ｄ画像及び表面粗さを示す図である。は試料（２）の凹凸ピッチ（凸部の間隔）の測定データ（表面形状データ）の一例を示す図である。は試料（３）の凹凸ピッチ（凸部の間隔）の測定データ（表面形状データ）の一例を示す図である。同上実施の形態に係る微粒子ピーニング処理に用いるメディアをワンショットすることにより実験的に形成した単一の微小凹部の断面ＳＥＭ像である。レーザ加工による凹部断面ＳＥＭ像である。

以下、本発明に係る一実施の形態を、添付の図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態により、本発明が限定されるものではない。

上述したように、本願出願人等は、ディンプル（くぼみ、略凹球面）状の微小凹部を形成することによる表面改質技術の様々な分野への適用の可能性を探るべく、処理対象と接触する部材（処理対象接触部材）の表面に微小凹部を無数に形成することによる作用効果を様々な分野で確認するといったアプローチを種々行っているが、そのようなアプローチの過程において、本発明者等は、従来知られていなかった新たな知見を得た。

なお、本実施の形態において、部材（機能性部材）は、処理対象が接触する部材（処理対象接触部材）（例えば、保管、収容、運搬、滑落、ふるい、撹拌器具、調理用ボール、調理用器具、手術用器具、医療用器具などを含む各種の処理の対象となるものに接触する部材）に限定されるものではなく、抗菌等を目的とする部材（機能性部材）に適用可能である。

具体的には、前記アプローチの過程において、微粒子ピーニング処理により、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（試験片）を、抗菌力評価試験（日本工業規格ＪＩＳＺ２８０１：２０１０）に供してみたところ、高い抗菌作用（或いは滅菌作用、殺菌作用）があるという知見を得た。
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。

なお、試験は、地方独立法人神奈川県立産業技術総合研究所にて実施した。
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。

試験条件は、以下に示す通りである。
試験菌株：ＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａｃｏｌｉＮＢＲＣ３９７２株
接種菌液濃度：３．３×１０^５ＣＦＵ／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。

その結果、基準材である試料（１）「ＳＵＳ３０４ ♯４００未処理」は、３ロットの試験片において、大腸菌の生菌数濃度（ＣＦＵ／ｍＬ）が、４．０×１０^３～１．７×１０^４の範囲（図１において抗菌改善効果の“基準”に相当する範囲）であった。なお、「ＳＵＳ３０４ ♯４００未処理」は、ＳＵＳ３０４からなるステンレス製の板材（板状の部材）の表面をＰ４００番バフにより研磨仕上げしたもので、その表面は、図２に示すように、鏡面に近い光沢があり、若干の筋状の溝が観察される。参考までに、面粗さＲａ＝０．０３１μｍ、面粗さＲｚ＝０．３６４μｍ程度の表面である。また、ディンプル状の微小凹部ではないが、筋（筋状溝）のピッチは、約０．４～０．８μｍで、深さが約０．０５μｍ程度である。
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。

なお、後述するものを含めて、本実施の形態における３Ｄ画像、面粗さＲａ及び面粗さＲｚの測定値は、実際の面性状計測データからのものであり、ＫＥＹＥＮＣＥ社製の形状測定レーザーマイクロスコープＶＫ－Ｘ１００を用いて取得した。

試料（２）「ＳＵＳ３０４ ♯４００Ｐ４３」の抗菌試験結果は、３ロットにおいて、大腸菌の生菌数濃度（ＣＦＵ／ｍＬ）が、すべて１より小さい値（＜１）であり、大腸菌が滅菌或いは殺菌され、図１に示すように、上記基準材の試料（１）に対して、明確な抗菌作用が得られることが確認された。

なお、試料（２）「ＳＵＳ３０４ ♯４００Ｐ４３」は、試料（１）に対してディンプル状の微小凹部を形成する表面処理（微粒子ピーニング処理或いはマイクロディンプル処理）を施したもので、まず最初に、例えば、１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♯４００（最大粒子径７５μｍ以下、累積高さ５０％点の粒子径３０．０±２．０μｍ）のＳｉＣ（炭化珪素））を１／数（例えば０．３）ＭＰａ程度の圧縮空気と共に噴射ノズルから噴射し、被加工面（試料の表面、部材の表面）に投射処理（以下、投射加工とも称する）を行う。
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。

ここで、従来は、微粒子状のメディア（ショット材）を投射してディンプル状の微小凹部を形成する投射加工では、面粗さＲａ＝０．２５２μｍ、面粗さＲｚ＝３．２３８μｍ程度の微小凹部（試料（２）（Ｐ４３処理）の凹凸ピッチ（隣接する凸部の間隔）の範囲が１．７～７．３μｍ程度、凹部深さの範囲が０．２～１．０μｍ程度）を形成することは難しかったが、本発明者等の実験、研究等を通じて、仕様の異なるメディア（ショット材）を二段階に分けて投射加工を行うことで、ステンレス材などであっても非常に小さなディンプル状の微小凹部を無数にランダムに形成することができるようになった。

試料（３）「ＳＵＳ３０４ ♯４００ＰＴ１」の抗菌試験結果は、３ロットにおいて、試料（２）同様、大腸菌の生菌数濃度（ＣＦＵ／ｍＬ）が、すべて１より小さい値（＜１）であり、大腸菌が滅菌或いは殺菌され、図１に示すように、上記基準材の試料（１）に対して、明確な抗菌作用が得られることが確認された。

なお、試料（３）「ＳＵＳ３０４ ♯４００ＰＴ１」は、試料（１）に対してディンプル状の微小凹部を形成する表面処理（微粒子ピーニング処理）を施したもので、具体的には、新日本金属（株）製のタングステンカーバイド粉、記号ＷＣ－１０（粒度：０．７０～１．１９μｍ）を、１／数（例えば０．４）ＭＰａ程度の圧縮空気と共に噴射ノズルから噴射し、被加工面に投射加工を行った。
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。

ここで、従来は、微粒子状のメディア（ショット材）を投射してディンプル状の微小凹部を形成する投射加工では、面粗さＲａ＝０．０４２μｍ、面粗さＲｚ＝０．６８９μｍ程度の微小凹部（試料（３）（ＰＴ１処理）の凹凸ピッチ（隣接する凸部の間隔）の範囲が０．４～１．０μｍ程度、凹部深さの範囲が０．０４～０．１７μｍ程度）を形成することはできなかったが、本発明者等の実験、研究等を通じて、タングステンカーバイド程度以上の比重の大きなメディア（ショット材）を用いることで、ステンレス材などであっても非常に小さなディンプル状の微小凹部を無数にランダムに形成することができるようになった。

また、試料（２）「ＳＵＳ３０４ ♯４００Ｐ４３」の微小凹部の凹凸ピッチを観察した表面形状データを図５に示す。試料（２）の凹凸ピッチ（凸部の間隔）範囲（μｍ）は１．７～７．３μｍ程度であり，その平均凹凸ピッチ（凸部の間隔）は３．５６μｍ程度となる。また、凹部深さ範囲は０．２～１．０μｍ程度であり、その平均凹部深さは０．５１μｍ程度となる。

また、試料（３）「ＳＵＳ３０４ ♯４００ＰＴ１」の微小凹部の凹凸ピッチを観察した表面形状データを図６に示す。試料（３）の凹凸ピッチ（凸部の間隔）範囲（μｍ）は０．４～１．０μｍ程度であり，その平均凹凸ピッチ（凸部の間隔）は０．７２μｍ程度となる。また、凹部深さ範囲は０．０４～０．１７μｍ程度であり、その平均凹部深さは０．１０μｍ程度となる。

図５、図６から分かるように、微粒子ピーニング処理により形成された凹凸表面は、レーザ加工等で予め設計された図面に従って形成される幾何学的かつ規則的な凹凸形状とは全く異なり、ディンプル状の微小凹部と凹部周辺に稜線状の凸部が、それぞれの形状、ピッチ、深さが不均一に形成されていることを特徴としている。

ところで、試料（２）、（３）などは、研磨仕上げにより表面にすじ状溝（研磨溝）を形成した試料（１）に比べて、大腸菌に対して極めて顕著な抗菌或いは滅菌、殺菌効果がある。

これは、詳細な解析が待たれるところではあるが、微粒子ピーニング処理により形成されるディンプル状の微小凹部は、試料（１）のようにステンレス製の部材（試料）の表面に研削やラッピング等により形成される凹部（底部が筋状に連続して延びている凹部（筋、溝））とは異なり、噴射されたメディア（ショット材粒子）により部材表面がディンプル状に凹まされたそれぞれの凹部が、周囲の凸部により仕切られる（区切られる、画成される）ことで隣接する凹部同士が独立的に無数にランダムに形成されることが、理由のひとつであると考えられる。

すなわち、大腸菌のサイズは、東京都健康安全研究センターの提供データによると、大腸菌（Ｏ１５７、Ｏ１１１など）の細菌の大きさは、１．１～１．５μｍ（よこ寸法）×２．０～６．０μｍ（長さ）程度であり、大腸菌が、微粒子ピーニング処理により形成される微小凹部にはまってしまったり、凸部に乗り上げてしまうことで、大腸菌が移動・運動を自由に行えなくなって死滅したり、そのような移動・運動が規制された状態で比較的長く伸びる鞭毛が回転運動して自己損傷して死滅してしまうことなどにより、抗菌効果（作用が）生じるなどと予測することができる。

なお、サルモネラ菌は、その大きさは０．７～１．５μｍ（よこ寸法）×２．０～５．０μｍ（長さ）であり、このように似たようなサイズの細菌に対しても、大腸菌と同様に、本実施の形態に係る微粒子ピーニング処理によりその表面に微小凹凸を無数に形成した部材には抗菌或いは滅菌、殺菌効果があるものと考えられる。

すなわち、本実施の形態に係る微粒子ピーニング処理によりその表面にディンプル状の微小凹部を無数に形成した抗菌部材は、「鞭毛を持ったグラム陰性菌である、大腸菌、サルモネラ菌等の一般細菌」に適用可能であると考えられる。

また、一般細菌としては、百日咳菌、結核菌、ジフテリア菌、赤痢菌、コレラ菌なども存在するが、神奈川県衛生研究所の資料（細菌の構造と大きさ）によれば、これらは大腸菌よりもサイズが小さく、百日咳菌のサイズは、例えば、０．２μｍ×０．３～１．０μｍであるため、本発明において抗菌作用の対象となる細菌のサイズに対応した値（本発明に係るディンプル状の微小凹部が形成されるピッチ）の下限値は、０．２μｍ程度と考えられる（ディンプル状の微小凹部が形成されるピッチは、０．２μｍ以上とも言える）。

このように、本実施の形態によれば、ステンレス製の部材の表面に、筋状に延びている凹部（筋、溝）ではなく、微粒子ピーニング処理により、凹部の底部が周囲の隣接する凹部の底部と凸部を介して画成されていてそれぞれが独立的に形成されている微小凹部を無数にランダムに形成することで、大腸菌等の細菌に対して抗菌或いは滅菌、殺菌効果（或いは菌増殖抑制効果）を生じさせることができる。

続いて、機能性部材の他の例として、オーステナイト系ステンレス鋼ＳＵＳ３０４基材で実施した表面処理条件を用いて、加工性に優れ安価なフェライト系ＳＵＳ４３０、汎用されているアルミニウム合金Ａ６０６３、プラスチック材ポリメチルメタクリレートＰＭＭＡの基材における、種々の特性を、微粒子ピーニング処理（ＷＰＣ処理）をしていない基材と比較評価した。
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。

すなわち、本実施の形態によれば、微粒子ピーニング処理（ＷＰＣ処理）により、ディンプル状の微小凹部と凹部周辺に稜線状の凸部からなる不均一凹凸形状を形成することで、部材の表面に抗菌（或いは滅菌、殺菌）効果、さらにはそれに同時に洗浄性の改善、粉体の付着抑制効果や光の反射抑制効果が得られる機能性部材を提供することができる。

ここで、本実施の形態に係る微小凹凸形成処理（微粒子ピーニング処理（ＷＰＣ処理））は、既知の噴射装置により、上述したようなメディア（ショット材、研磨材粒子）を噴射して処理対象接触部材等の部材の表面に衝突させることで行うことができる。

例えば、噴射装置としては、ブラスト装置を用いることができ、ブラスト装置の一例としては、例えば、株式会社不二製作所製の「ＰＮＥＵＭＡＢＬＡＳＴＥＲ」（型式：ＳＣシリーズ、ＳＧシリーズなど）などを用いることができる。また、例えば、特開２０１９－２５５８４号公報などに記載されているものを用いることができる。

より具体的には、噴射粒体を部材の表面に向けて噴射する噴射装置としては、圧縮気体（空気、アルゴン、窒素等）と共に研磨材（微粒子）の噴射を行う既知のブラスト加工装置（ブラスト処理装置）を使用することができる。

そして、ブラスト加工装置（ブラスト処理装置）としては、圧縮気体の噴射により生じた負圧を利用して研磨材を噴射するサクション式のブラスト加工装置，研磨材タンクから落下した研磨材を圧縮気体に乗せて噴射する重力式のブラスト加工装置，研磨材が投入されたタンク内に圧縮気体を導入し、別途与えられた圧縮気体供給源からの圧縮気体流に研磨材タンクからの研磨材流を合流させて噴射する直圧式のブラスト加工装置、及び、上記直圧式の圧縮気体流を、ブロワーユニットで発生させた気体流に乗せて噴射するブロワー式ブラスト加工装置等が市販されているが，これらはいずれも前述した噴射粒体の噴射に使用可能である。
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。

ところで、本実施の形態では、微粒子ピーニング処理（ＷＰＣ処理）により、ディンプル状の微小凹部を無数にランダムに形成したが、本発明はこれに限定されるもではなく、処理対象接触部材等の部材の表面に化学研磨（化学エッチング）を施すことで、微小凹部をランダムに複数（多数）形成することができる。なお、化学研磨（化学エッチング）としては、例えば、塩酸・硝酸・硫酸・リン酸などの酸性薬剤や塩化鉄（III）などを任意の割合で水溶液に調製し使用することが想定される。特に、部材が管形状（筒状）を有する場合、微粒子ピーニング処理ではその内面（内周面）に微小凹凸を形成することは困難であるため、管形状（筒状）の部材の内面（内周面）に、本発明に係る各種作用、効果、特性などを持たせる場合には、化学エッチング処理は有効である。

また、処理対象接触部材等の部材の表面に、アルゴンボンバード処理を施すことで、接触面にサブミクロン以下の凹凸をランダムに複数（多数）形成することもできる。

なお、本発明に係る機能性部材は、例えば、処理対象が接触する処理対象接触部材に適用でき、その場合において、例えば、保管、収容、運搬、滑落、ふるい、撹拌器具、調理用ボール、調理用器具、手術用器具、医療用器具などを含む各種の処理に用いられる部材に適用可能である。

また、本発明に係る機能性部材は、上述したような処理対象接触部材に限定されるものではなく、車両用の吊手（つり革のグリップ部分）、その他の取っ手或いは持ち手（グリップ）、ドアノブ、ハンドル、便座など人や動物が触れる部材など、抗菌（或いは菌増殖抑制）等の目的のために、ディンプル状の微小凹部を無数にランダムに形成する部材であれば適用可能である。

ところで、本実施の形態に係る「表面に抗菌作用などの各種の機能を持たせた機能性部材」の形状は特に限定されるものではなく、平坦形状、曲面形状などの表面形状を有する部材の他、部材そのものが、線材、或いは線材を編み込んで構成される網状（ネット状）、メッシュ状の部材などであっても、本実施の形態に係る機能性部材に含めることができるものである。

ここで、本発明では、微粒子ピーニングにより形成された凹凸表面を形状或いは構造面から特定するために、レーザ加工等で予め設計された図面に従って形成される幾何学的かつ規則的な凹凸形状とは全く異なり、ディンプル状の微小凹部と凹部周辺に稜線状の凸部が、それぞれの形状、ピッチ、深さが不均一に形成されているという特定方法を用いている。
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。

このため、「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）により、微粒子ピーニングにより形成された凹凸表面を特定せざるを得ない状況が想定される。
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。

微粒子ピーニング処理は、ガラスビーズなどの投射粒（メディア）を、圧縮空気を介し秒速数十から百ｍ以上の速度で加工対象表面に衝突させ、有意な寸法変化を伴わずに、その縁に凸部を有する略球面状のミクロンサイズの微小凹部を不規則に加工面の略全面に形成するものであり、微粒子ピーニング処理においてメディアが衝突して微小凹部が形成される際には、クレーター状に、その周囲が隆起して凸部が形成され（図７参照）、この隆起した凸部は、他のメディアが衝突することで、凹まされるため凸部の高さは不規則となる（図３～図６参照）。

これに対して、レーザ加工や切削加工等の機械的加工は規則正しい凹部が形成されると共に、除去加工であるため凸部は形成されない（凹部の形成に伴って凸部が隆起されることはない）。このため、レーザ加工や切削加工等の機械的加工における微小凹部の周囲の凸部の高さは被加工材（レーザ加工されている部材）の表面（元々の素材表面）の高さに一致している（図８参照）。

また、微粒子ピーニング処理により形成される微小凹凸は無数に不規則に（ランダムに）形成されるため、当該微粒子ピーニング処理により形成される表面テクスチャ（形状）は、研磨や研削処理などの表面を削って傷（すじ状などの溝）を付与する処理により形成される表面形状（テクスチャ）とは異なるが、表面粗さ計などにより測定すると、両者は数値的には似た値となってしまうため、表面粗さなどにより両者を区別することはできない。

しかし、微粒子ピーニング処理により形成される表面テクスチャ（形状）によって得られる効果（抗菌効果）は、研磨や研削処理などの表面を削って傷を付与する処理により形成される表面形状（テクスチャ）からは予想できない全く異なるものである。
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。

このように、微粒子ピーニング処理により形成される微小凹凸は無数に不規則に（ランダムに）形成され、微小凹部及びその周囲の凸部の形状は不規則であり、その不規則性が本発明により奏される作用効果の源になっていることに鑑みれば、微粒子ピーニング処理により形成された表面テクスチャ（形状）を特定するための用語として、「微粒子ピーニング処理により形成された」という表現を用いる以外には、微粒子ピーニング処理により形成された表面を特定することはできない。
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。

なお、本実施の形態では「機能性部材」を代表的に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、「表面に抗菌作用などの各種の機能を持たせる機能表面処理方法」として表現することもできる。
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。

本発明は、上述した発明の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得ることは可能である。

本発明は、部材の表面にディンプル状の微小凹部を無数に形成することで、部材の表面に抗菌（或いは滅菌、殺菌）効果を持たせることができ、衛生を問題とする産業界において有益であり利用可能である。

Claims

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。