WO2016021367A1 - 表面が殺菌作用を備えたフィンを有する熱交換器、殺菌作用を備えた表面を有する金属部材、熱交換器のフィンの表面または金属部材の表面を用いたカビの発生を抑制する方法および殺菌方法、ならびに、金属部材を有する電気湯沸かし器、飲料供給器および弁当箱のふた - Google Patents

表面が殺菌作用を備えたフィンを有する熱交換器、殺菌作用を備えた表面を有する金属部材、熱交換器のフィンの表面または金属部材の表面を用いたカビの発生を抑制する方法および殺菌方法、ならびに、金属部材を有する電気湯沸かし器、飲料供給器および弁当箱のふた Download PDF

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metal
concavo
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美穂 山田
箕浦　潔
隆裕 中原
晃司 楠本
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シャープ株式会社
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    • F28F2265/20—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for preventing development of microorganisms

Definitions

  • the present invention suppresses generation of mold using a heat exchanger having fins having a sterilizing action on the surface, a metal member having a sterilizing action, a fin surface of the heat exchanger, or a surface of the metal member.
  • the present invention relates to a method and a sterilization method, and an electric water heater having a metal member, a beverage supply device, and a lunch box lid.
  • Non-Patent Document 1 black silicon has a nanopillar having a height of 500 nm, and the physical structure of the nanopillar is considered to exhibit a bactericidal action.
  • Cicada and dragonfly wings have nanopillars with a height of 240 nm.
  • black silicon has the strongest bactericidal action against Gram-negative bacteria, and becomes weaker in the order of dragonfly wings and cicada wings.
  • the static contact angle of water on these surfaces (hereinafter sometimes simply referred to as “contact angle”) is 80 ° for black silicon, whereas 153 ° for dragonfly, 159 °.
  • Non-Patent Document 1 From the results described in Non-Patent Document 1, the mechanism by which bacteria are killed by nanopillars is not clear. Furthermore, it is unclear whether black silicon has a stronger bactericidal action than dragonflies and cicada wings due to the difference in height and shape of the nanopillars and the difference in surface free energy (which can be evaluated by contact angle). is there. It is also unclear whether or not the bactericidal action changes depending on the substance having nanopillars (black silicon and other substances (for example, metal)).
  • black silicon has a problem that it is poor in mass productivity and has a low shape workability because it is hard and brittle.
  • the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and its main purpose is to provide a heat exchanger having fins whose surfaces have a sterilizing action, a metal member having a surface having a sterilizing action, heat
  • An object of the present invention is to provide a method and a sterilization method for suppressing the generation of mold using the surface of the fin of the exchanger or the surface of the metal member, and an electric water heater, a beverage supply device and a lunch box lid having the metal member.
  • a heat exchanger includes a fin having a metal substrate and a porous anodized layer formed on the metal substrate, and the surface of the porous anodized layer has a submicron order. It has a concavo-convex structure, and the concavo-convex structure includes a plurality of recesses having a two-dimensional size of more than 100 nm and less than 500 nm when viewed from the normal direction of the surface.
  • the concavo-convex structure has a protrusion formed between the plurality of adjacent recesses.
  • the protrusion has a ridge line formed by intersecting side surfaces of the plurality of adjacent recesses.
  • the distance between adjacent ones of the plurality of recesses is greater than the two-dimensional size of the plurality of recesses.
  • the side surfaces of the plurality of recesses are inclined with respect to the normal direction of the surface.
  • At least some of the side surfaces of the plurality of recesses are stepped.
  • the static contact angle of the surface with respect to hexadecane is 110.4 ° or less.
  • the static contact angle of the surface with respect to hexadecane is 29.3 ° or less.
  • the surface is treated with a surface treatment agent.
  • the surface treatment agent has an amino group.
  • the distance between the adjacent recesses is more than 20 nm and less than 500 nm.
  • the two-dimensional size of the plurality of recesses is 140 nm or more.
  • the metal substrate is a valve metal.
  • the porous anodized layer is formed by anodizing a valve metal.
  • a metal member according to an embodiment of the present invention includes a metal substrate and a porous anodized layer formed on the metal substrate, and the surface of the porous anodized layer has a concavo-convex structure on the order of submicrons.
  • the surface has a bactericidal effect.
  • the concavo-convex structure includes a plurality of recesses having a two-dimensional size of more than 100 nm and less than 500 nm when viewed from the normal direction of the surface.
  • the static contact angle of the surface with respect to hexadecane is 110.4 ° or less.
  • the static contact angle of the surface with respect to hexadecane is 29.3 ° or less.
  • the surface is treated with a surface treatment agent.
  • water vapor is brought into contact with the surface of the fin of any one of the heat exchangers described above.
  • the surface of the fin of any one of the above heat exchangers is brought into contact with the gas or the liquid.
  • water vapor is brought into contact with the surface of any one of the above metal members.
  • a gas or a liquid is brought into contact with the surface of any one of the above metal members.
  • An electric water heater contains potable water, a container for heating the potable water, a spout for discharging the heated potable water to the outside, and between the container and the spout
  • An electric water heater having a pumping pipe provided, wherein the pumping pipe has a metal base and a porous anodized layer formed on the metal base on the inside, and the porous anodized layer
  • the surface has a concavo-convex structure on the order of submicrons, and the concavo-convex structure includes a plurality of recesses having a two-dimensional size of more than 100 nm and less than 500 nm when viewed from the normal direction of the surface.
  • the electric water heater is, for example, an electric pot.
  • a beverage supply device contains potable water, a container that heats the stored potable water, a spout that spouts the beverage containing the heated potable water, the container, and the pour
  • a beverage feeder having a water supply pipe provided between the mouths, the water supply pipe having a metal base and a porous anodized layer formed on the metal base on the inside,
  • the surface of the porous anodized layer has a concavo-convex structure on the order of submicrons, and the concavo-convex structure has a plurality of recesses having a two-dimensional size of more than 100 nm and less than 500 nm when viewed from the normal direction of the surface.
  • the beverage supplier is, for example, a coffee maker.
  • the lid of the lunch box according to the embodiment of the present invention has a metal base and a porous anodized layer formed on the metal base, and the surface of the porous anodized layer has a concavo-convex structure on the order of submicrons.
  • the concavo-convex structure includes a plurality of recesses having a two-dimensional size of more than 100 nm and less than 500 nm when viewed from the normal direction of the surface.
  • a heat exchanger having a fin having a surface having a sterilizing effect, a metal member having a surface having a sterilizing effect, a surface of a mold using the fin surface of the heat exchanger or the surface of the metal member.
  • (A) is typical sectional drawing of 100 A of metal members by embodiment of this invention
  • (b) is typical sectional drawing of metal member 100B by other embodiment of this invention.
  • (A) is an example of a schematic perspective view of the metal member 100A
  • (b) is an example of a schematic plan view of the metal member 100A.
  • (A) is an example of a schematic plan view of the metal member 100A
  • (b) is an example of a schematic cross-sectional view of the metal member 100A along the line 3B-3B ′ in (a).
  • (C) is an example of a schematic cross-sectional view of the metal member 100A along the line 3C-3C ′ in (a).
  • FIG. 6C is a schematic diagram for explaining a method for manufacturing the metal member 100A ′ and the metal member 100B ′.
  • sample no. 3 is an SEM image obtained by observing the surface of No. 3 with an SEM (scanning electron microscope).
  • Sample No. 1-No. 4 is a graph showing the number of bacteria (CFU / mL) in the bacterial dilution B with respect to the elapsed time (h) in FIG. (A) shows sample no. 5 is an SEM image obtained by observing the surface of No. 5 with an SEM from an angle inclined by 45 ° from the normal direction of the surface. 6 is an SEM image obtained by observing the surface of No. 6 with an SEM from an angle inclined by 45 ° from the normal direction of the surface.
  • 5-No. 7 is a graph showing the number of bacteria (CFU / mL) in the bacterial dilution B with respect to the elapsed time (h). 8-No.
  • FIG. 9 is a graph showing the number of bacteria (CFU / mL) in the bacterial dilution B with respect to 9 elapsed time (h).
  • Sample No. It is a figure which shows the SEM image which observed the surface of the location which became 13 transparent with SEM.
  • (A) is typical sectional drawing of the fin 50 which the heat exchanger of embodiment by this invention has,
  • (b) is typical sectional drawing of 200 A of heat exchangers by embodiment of this invention.
  • (C) is typical sectional drawing of the heat exchanger 200B by other embodiment of this invention.
  • (A) is a schematic plan view of a radiator 210A according to an embodiment of the present invention, and (b) and (c) are respectively a 12B-12B ′ line and a 12C-12C ′ line in (a). It is sectional drawing of 210 A of heat radiators along.
  • (D) is a schematic plan view of a heat radiator 210B according to another embodiment of the present invention, and (e) and (f) are respectively a line 12E-12E ′ and a line 12F-12F in (d). It is sectional drawing of the heat radiator 210B along a line. It is a figure which shows typically the chair 60A manufactured using the interior building material of embodiment by this invention.
  • (A) is sectional drawing which shows typically the electric water heater 70A by embodiment of this invention
  • (b) is sectional drawing which shows typically the electric water heater 70B by other embodiment of this invention.
  • It is sectional drawing which shows typically the drink supply device 80 by embodiment of this invention.
  • It is a figure which shows typically the lunch box 90a and the lid 90b of a lunch box by embodiment of this invention.
  • “Sterilization (microbicidal)” refers to reducing the effective number of objects such as objects and liquids and the number of proliferating microorganisms contained in a limited space.
  • Microorganism includes viruses, bacteria, and fungi.
  • Antimicrobial broadly includes inhibiting and preventing the growth of microorganisms, and includes inhibiting darkening and slimming caused by microorganisms.
  • Patent Documents 1 to 4 In order to manufacture an antireflection film (antireflection surface) having a moth-eye structure, the present applicant has developed a method using an anodized porous alumina layer having an inverted moth-eye structure on the surface (for example, Patent Documents 1 to 4). 4). For reference, the entire disclosure of Patent Documents 1 to 4 is incorporated herein by reference.
  • the present inventor has developed a heat exchanger having a surface having a bactericidal action and a fin having a surface having a bactericidal action by applying the above technique.
  • FIG. 1, FIG. 2, and FIG. Fig.1 shows typical sectional drawing of 100 A of metal members by embodiment of this invention.
  • FIG.1 (b) shows typical sectional drawing of the metal member 100B by other embodiment of this invention.
  • 2A and 2B show examples of a schematic perspective view and a plan view of the metal member 100A, respectively.
  • FIG. 3A shows an example of a schematic plan view of the metal member 100A.
  • FIG. 3B shows an example of a schematic cross-sectional view of the metal member 100A along the line 3B-3B ′ in FIG.
  • FIG. 3C shows an example of a schematic cross-sectional view of the metal member 100A taken along line 3C-3C ′ in FIG.
  • the metal member 100A includes a metal base 12 and a porous anodized layer 14 formed on the metal base 12.
  • the surface of the porous anodized layer 14 has a concavo-convex structure on the order of submicrons.
  • the surface of the porous anodized layer 14 has a bactericidal effect.
  • An experimental example will be described later on that the metal member according to the embodiment of the present invention has a bactericidal effect.
  • the uneven structure on the surface of the porous anodized layer 14 includes, for example, a plurality of recessed portions 14Ap. As illustrated in FIG. 1A, the recesses 14Ap are densely arranged, and there is no gap between adjacent recesses 14Ap (for example, as illustrated in FIGS. 2A and 2B). , The two-dimensional size Dp of the recess 14Ap is equal to the adjacent distance Dint of the recess 14Ap.
  • the “two-dimensional size” of the recess 14Ap refers to the area equivalent circle diameter of the recess 14Ap when viewed from the normal direction of the surface.
  • the two-dimensional size of the recess 14Ap corresponds to the diameter of the bottom surface of the cone.
  • the two-dimensional size Dp of the recess 14Ap is, for example, more than 100 nm and less than 500 nm.
  • the adjacent distance Dint of the recess 14Ap is, for example, more than 20 nm and less than 500 nm.
  • a typical depth of the recess 14Ap is 50 nm or more and less than 1000 nm.
  • the metal member 100 ⁇ / b> A may further include an inorganic material layer 16 formed on the metal substrate 12.
  • the metal member 100 ⁇ / b> A may further include a metal remaining layer 18 r under the porous anodic oxidation layer 14.
  • a ridge line 14r can be formed between adjacent recesses 14Ap.
  • the ridge line 14r is formed, for example, by the intersection of adjacent concave portions 14Ap.
  • the ridgeline 14r can be formed by intersecting the side surfaces of the cone.
  • FIG. 2B when viewed from the normal direction of the surface of the porous anodic oxide layer 14, when the centers 14o of the recesses 14Ap are arranged in a regular triangular lattice shape, the ridge line 14r has a center 14o.
  • a pointed protrusion 14c may be formed at a location corresponding to the apex of the regular hexagon.
  • the ridge line 14r and the pointed protrusion 14c are referred to as the protrusion 15. Since the pointed protrusion 14c protrudes compared to the ridge line 14r, the tip of the protrusion 15 can be a plurality of points (for example, the pointed protrusion 14c).
  • the tip of the protrusion 15 is, for example, the tip in the normal direction of the surface of the porous anodic oxide layer 14.
  • the metal member 100A is considered to have a bactericidal action by having the protrusions 15 on the surface.
  • the circle indicated by the dotted line is a circle that passes through the pointed protrusion 14c formed at the location corresponding to the apex of the regular hexagon centered on the center 14o of the recess 14Ap.
  • the diameter of this circle may be referred to as the “virtual diameter Dhd” of the recess 14Ap.
  • the bottom surfaces of the cones may not overlap each other.
  • the circles on the bottom surface of the cone may be in contact with each other.
  • the ridge line 14r may not be formed between the adjacent recesses 14Ap.
  • the part 15 when viewed from the normal direction of the surface of the porous anodized layer 14, for example, when the centers 14o of the recesses 14Ap are arranged in a regular triangular lattice shape, the protrusions
  • the part 15 includes a point 14c corresponding to the apex of a regular hexagon centered on the center 14o, and a protruding region 14c ′ surrounded by the point 14c.
  • the protrusion region 14c ' is a region where the concave portion 14Ap is not formed when viewed from the normal direction of the surface, for example.
  • the point 14c becomes a pointed projection 14c formed between the adjacent recesses 14Ap.
  • the protruding region 14c' can protrude more than the point 14c.
  • the tip of the protrusion 15 is not a point but a plurality of regions (for example, the protrusion region 14c ').
  • the tip of the protrusion 15 may have the same two-dimensional size as the protrusion region 14 c ′.
  • the two-dimensional size of the projection region 14c ' indicates the area equivalent circle diameter of the projection region 14c' when viewed from the normal direction of the surface. Since the protrusion region 14c 'is formed between the recesses 14Ap on the submicron order, the two-dimensional size of the tip of the protrusion 15 can be on the order of several hundred nanometers or less. Therefore, the protrusion 15 can have bactericidal properties.
  • a surface treatment agent may be applied to the surface of the porous anodized layer 14 as will be described later with an experimental example.
  • the surface treatment agent includes, for example, a mold release agent, a silane coupling agent, a hydrophilic paint, a corrosion inhibitor, and the like.
  • the static contact angle with respect to hexadecane on the surface of the porous anodic oxidation layer 14 may be 110.4 ° or less, and may further be 29.3 ° or less.
  • an antibacterial paint may be applied to the surface of the porous anodized layer 14. By applying an antibacterial paint to the surface, the bactericidal action can be further improved.
  • the arrangement of the recesses 14Ap is not limited to those illustrated in FIGS. 2 and 3, and may be regularly arranged or irregularly (randomly).
  • a metal member 100B shown in FIG. 1B is different from the metal member 100A in that the uneven structure on the surface of the porous anodic oxide layer 14 includes a plurality of recesses 14Bp.
  • the metal member 100B may be the same as the metal member 100A except for the plurality of recesses 14Bp.
  • the adjacent distance Dint of the recess 14Bp is larger than the two-dimensional size Dp of the recess 14Bp (Dint> Dp).
  • the ridge line 14r is not formed between the adjacent recesses 14Bp.
  • the tip of the surface of the porous anodized layer 14 in the normal direction forms, for example, a surface, and a plurality of recesses 14Bp are scattered therein.
  • the metal member 100B In order for the metal member 100B to have bactericidal properties, for example, in the relationship between the two-dimensional size Dp of the recess 14Bp and the adjacent distance Dint of the recess 14Bp, (Dint ⁇ Dp) / Dint is 0.9 or less. (That is, Dp / Dint is 0.1 or more).
  • the surface of the porous anodized layer 14 is preferably surface-treated.
  • the static contact angle with respect to hexadecane on the surface of the porous anodized layer 14 is 110.4 ° or less. More preferably, the static contact angle with respect to hexadecane on the surface of the porous anodized layer 14 may be 29.3 ° or less.
  • the method for manufacturing the metal members 100A and 100B according to the embodiment of the present invention can use, for example, the method for manufacturing a mold for manufacturing the antireflection film described in Patent Documents 2 to 4, as exemplified below. it can. This makes it possible to control the size and depth of the recess with high accuracy. Moreover, the recessed part arrange
  • a method for manufacturing the metal member 100A will be described with reference to FIGS.
  • a metal substrate 12 As a mold substrate, a metal substrate 12, an inorganic material layer 16 formed on the surface of the metal substrate 12, and a metal deposited on the inorganic material layer 16 are used.
  • a mold substrate 10 having a film 18 is prepared.
  • the metal substrate 12 is, for example, an aluminum substrate.
  • the metal film 18 is, for example, an aluminum film.
  • examples of the aluminum base 12 and the aluminum film 18 will be described.
  • the metal member by embodiment of this invention is not restricted to this.
  • the metal substrate 12 and the metal film 18 are each formed from, for example, a valve metal.
  • the valve metal is a general term for metals to be anodized.
  • tantalum (Ta), niobium (Nb), Mo (molybdenum), titanium (Ti), hafnium (Hf), zirconium (Zr), zinc (Zn), tungsten (W), bismuth (Bi), and antimony (Sb) are included.
  • Anodization of the valve metal is performed by a known method. Conditions such as the type and voltage of the electrolytic solution can be appropriately selected and set according to each metal. Also, the etching solution for the anodic oxide film can be selected according to the individual metal. For example, the anodic oxidation of Ti can be performed in an electrolytic solution such as a mixed aqueous solution of ethylene glycol and ammonium fluoride or an aqueous solution containing sulfuric acid and / or phosphoric acid.
  • Ti etchant examples include an aqueous solution containing an acid selected from the group consisting of concentrated phosphoric acid, hot concentrated sulfuric acid, and hot concentrated hydrochloric acid, or a hydrofluoric acid mixed aqueous solution (for example, hydrofluoric acid / nitric acid mixed aqueous solution, hydrofluoric acid / Hydrogen peroxide water mixed aqueous solution, ammonium fluoride / hydrofluoric acid mixed aqueous solution, etc.) can be used.
  • a hydrofluoric acid mixed aqueous solution for example, hydrofluoric acid / nitric acid mixed aqueous solution, hydrofluoric acid / Hydrogen peroxide water mixed aqueous solution, ammonium fluoride / hydrofluoric acid mixed aqueous solution, etc.
  • the metal substrate 12 and the metal film 18 may each be made of stainless steel, for example.
  • stainless steel does not belong to the valve metal, it is known that a submicron order self-organized structure is formed by anodization.
  • K. Kure et al. "Formation of self-organized nanoporous anodic film on Type 304 stainless steel” can be formed by using 304 type stainless steel.
  • Electrochemistry Communications 21 (2012) 1-4.
  • the entire disclosure of this document is incorporated herein by reference.
  • As an etching solution for stainless steel for example, aqua regia (concentrated hydrochloric acid and concentrated nitric acid mixed at a volume ratio of 3: 1) or the like can be used.
  • the metal substrate 12 and the metal film 18 may each include a metal (for example, gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), or copper (Cu)) that has a high antibacterial effect.
  • the metal substrate 12 and the metal film 18 may be formed from the same metal.
  • the porous anodized layer 14 is formed from titanium oxide. Since titanium oxide is a photocatalytic active material, the metal member can also have a bactericidal action by the photocatalyst when irradiated with light.
  • a relatively rigid aluminum substrate having an aluminum purity of 99.50 mass% or more and less than 99.99 mass% is used.
  • impurities contained in the aluminum substrate 12 iron (Fe), silicon (Si), copper (Cu), manganese (Mn), zinc (Zn), nickel (Ni), titanium (Ti), lead (Pb) It is preferable that at least one element selected from the group consisting of tin (Sn) and magnesium (Mg) is included, and Mg is particularly preferable.
  • the mechanism by which pits (dents) are formed in the etching process is a local cell reaction, and therefore ideally contains no noble elements than aluminum and is a base metal, Mg (standard electrode potential ⁇ It is preferable to use an aluminum substrate 12 containing 2.36V) as an impurity element. If the content of an element nobler than aluminum is 10 ppm or less, it can be said that the said element is not included substantially from an electrochemical viewpoint.
  • the Mg content is preferably 0.1% by mass or more, and more preferably in the range of about 3.0% by mass or less. If the Mg content is less than 0.1 mass%, sufficient rigidity cannot be obtained. On the other hand, when the content rate increases, Mg segregation easily occurs.
  • Mg forms an anodic oxide film having a form different from that of aluminum, which causes defects.
  • the content rate of an impurity element according to the rigidity required according to the shape of the aluminum base material 12, thickness, and a magnitude
  • an appropriate Mg content is about 3.0 mass%, and the aluminum substrate 12 having a three-dimensional structure such as a cylinder is produced by extrusion.
  • the content rate of Mg is 2.0 mass% or less. If the Mg content exceeds 2.0 mass%, extrusion processability generally decreases.
  • a cylindrical aluminum tube formed of JIS A1050, Al—Mg alloy (for example, JIS A5052), or Al—Mg—Si alloy (for example, JIS A6063) is used as the aluminum substrate 12.
  • the surface of the aluminum substrate 12 is preferably subjected to cutting by cutting. If, for example, abrasive grains remain on the surface of the aluminum base 12, electrical conduction between the aluminum film 18 and the aluminum base 12 is facilitated in a portion where the abrasive grains exist. In addition to the abrasive grains, where there are irregularities, local conduction between the aluminum film 18 and the aluminum substrate 12 is likely to occur. When local conduction is made between the aluminum film 18 and the aluminum base 12, there is a possibility that a battery reaction occurs locally between the impurities in the aluminum base 12 and the aluminum film 18.
  • the inorganic material layer 16 for example, tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) or silicon dioxide (SiO 2 ) can be used.
  • the inorganic material layer 16 can be formed by sputtering, for example.
  • the thickness of the tantalum oxide layer is, for example, 200 nm.
  • the thickness of the inorganic material layer 16 is preferably 100 nm or more and less than 500 nm. If the thickness of the inorganic material layer 16 is less than 100 nm, defects (mainly voids, that is, gaps between crystal grains) may occur in the aluminum film 18 in some cases. Further, when the thickness of the inorganic material layer 16 is 500 nm or more, the aluminum base 12 and the aluminum film 18 are easily insulated from each other depending on the surface state of the aluminum base 12. In order to anodize the aluminum film 18 by supplying current to the aluminum film 18 from the aluminum substrate 12 side, it is necessary that a current flow between the aluminum substrate 12 and the aluminum film 18.
  • the aluminum film 18 can be uniformly anodized over the entire surface without causing a problem that it is difficult to be supplied.
  • the thick inorganic material layer 16 it is generally necessary to lengthen the film formation time.
  • the film formation time is lengthened, the surface temperature of the aluminum base 12 is unnecessarily increased. As a result, the film quality of the aluminum film 18 is deteriorated, and defects (mainly voids) may occur. If the thickness of the inorganic material layer 16 is less than 500 nm, the occurrence of such a problem can be suppressed.
  • the aluminum film 18 is, for example, a film formed of aluminum having a purity of 99.99 mass% or more (hereinafter, also referred to as “high-purity aluminum film”) as described in Patent Document 3.
  • the aluminum film 18 is formed using, for example, a vacuum deposition method or a sputtering method.
  • the thickness of the aluminum film 18 is preferably in the range of about 500 nm or more and about 1500 nm or less, for example, about 1 ⁇ m.
  • an aluminum alloy film described in Patent Document 4 may be used instead of the high-purity aluminum film.
  • the aluminum alloy film described in Patent Document 4 includes aluminum, a metal element other than aluminum, and nitrogen.
  • the “aluminum film” includes not only a high-purity aluminum film but also an aluminum alloy film described in Patent Document 4.
  • the average grain size of the crystal grains constituting the aluminum alloy film as viewed from the normal direction of the aluminum alloy film is, for example, 100 nm or less, and the maximum surface roughness Rmax of the aluminum alloy film is 60 nm or less.
  • the content rate of nitrogen contained in the aluminum alloy film is, for example, not less than 0.5 mass% and not more than 5.7 mass%.
  • the absolute value of the difference between the standard electrode potential of a metal element other than aluminum contained in the aluminum alloy film and the standard electrode potential of aluminum is 0.64 V or less, and the content of the metal element in the aluminum alloy film is 1.0 mass. % Or more and 1.9 mass% or less is preferable.
  • the metal element is, for example, Ti or Nd.
  • the metal element is not limited to this, and other metal elements whose absolute value of the difference between the standard electrode potential of the metal element and the standard electrode potential of aluminum is 0.64 V or less (for example, Mn, Mg, Zr, V, and Pb).
  • the metal element may be Mo, Nb, or Hf.
  • the aluminum alloy film may contain two or more of these metal elements.
  • the aluminum alloy film is formed by, for example, a DC magnetron sputtering method.
  • the thickness of the aluminum alloy film is also preferably in the range of about 500 nm to about 1500 nm, for example, about 1 ⁇ m.
  • porous alumina layer 14 having a plurality of recesses (pores) 14Ap.
  • the porous alumina layer 14 has a porous layer having a recess 14Ap and a barrier layer (the bottom of the recess (pore) 14Ap). It is known that the interval between the adjacent recesses 14Ap (center-to-center distance) corresponds to approximately twice the thickness of the barrier layer and is approximately proportional to the voltage during anodization. This relationship also holds for the final porous alumina layer 14 shown in FIG.
  • the porous alumina layer 14 is formed, for example, by anodizing the surface 18s in an acidic electrolytic solution.
  • the electrolytic solution used in the step of forming the porous alumina layer 14 is, for example, an aqueous solution containing an acid selected from the group consisting of oxalic acid, tartaric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, chromic acid, citric acid, and malic acid.
  • the porous alumina layer 14 is formed by anodizing the surface 18 s of the aluminum film 18 using an oxalic acid aqueous solution (concentration 0.3 mass%, liquid temperature 10 ° C.) at an applied voltage of 80 V for 55 seconds.
  • the opening of the recess 14Ap is enlarged by etching the porous alumina layer 14 by contacting the alumina etchant by a predetermined amount.
  • the two-dimensional size Dp of the recess 14Ap is increased.
  • the protrusion 15 can be formed between the adjacent recesses 14Ap.
  • the amount of etching (that is, the size and depth of the recess 14Ap and the size of the tip of the protrusion 15) can be controlled by adjusting the type and concentration of the etchant and the etching time.
  • an etchant for example, 10 mass% phosphoric acid, an organic acid such as formic acid, acetic acid, or citric acid, an aqueous solution of sulfuric acid, or a mixed aqueous solution of chromic phosphoric acid can be used.
  • etching is performed for 20 minutes using a phosphoric acid aqueous solution (10 mass%, 30 ° C.).
  • the aluminum film 18 may be partially anodized again to grow the recess 14Ap in the depth direction, and the porous alumina layer 14 may be thickened.
  • the side surface of the recess 14Ap is stepped.
  • the pore diameter of the recess 14Ap can be further increased by further etching the porous alumina layer 14 in contact with an alumina etchant.
  • an alumina etchant it is preferable to use the above-described etchant, and in practice, the same etch bath may be used.
  • a metal member 100A having protrusions 15 on the surface can be obtained.
  • the two-dimensional size Dp of the recess 14Ap is equal to the adjacent distance Dint of the recess 14Ap.
  • the porous alumina layer 14 (thickness t p ) shown in FIG. 4 (e) has a porous layer (the thickness corresponds to the depth Dd of the recess 14Ap) and a barrier layer (thickness t b ).
  • the thickness t p of the porous alumina layer 14 is, for example, about 1 ⁇ m or less.
  • the recess 14Ap included in the porous alumina layer 14 has, for example, a conical shape and may have a stepped side surface. As described above, the adjacent distance Dint recess 14Ap is equivalent to approximately twice the thickness t b of the barrier layer.
  • a metal residual layer (aluminum residual layer) 18r that is not anodized in the aluminum film 18 is present.
  • the aluminum film 18 may be anodized substantially completely so that the remaining aluminum layer 18r does not exist.
  • the inorganic material layer 16 is thin, current can be easily supplied from the aluminum substrate 12 side.
  • the metal member manufacturing method exemplified here can manufacture a mold for producing an antireflection film described in Patent Documents 2 to 4.
  • the antireflection film used for a high-definition display panel preferably has a convex portion with a sharp tip. Therefore, in the mold manufacturing method for producing the antireflection film, the anodizing step and the etching step described above are alternately repeated a plurality of times (for example, 5 times: anodizing 5 times and etching 4 times), and anodizing. By ending with the process, it is preferable to make the bottom of the recess 14Ap a point.
  • the manufacturing method of the above mold can be simplified.
  • the metal member manufacturing process may end with an anodizing process or an etching process.
  • the metal member 100A may be manufactured by performing the anodizing step and the etching step once each.
  • the bottom of the recess 14Ap may be a point as illustrated in FIG.
  • the bottom of the recess 14Ap is not limited to this, and may be rounded.
  • the bottom of the recess 14Ap may be flat, that is, the shape of the recess 14Ap may be a substantially truncated cone.
  • the etching process it is preferable to perform the etching process at least once. This is because the two-dimensional size Dp of the recess 14Ap is enlarged by the etching process.
  • the etching process may be appropriately performed until the two-dimensional size Dp of the recess 14Ap becomes equal to the adjacent distance Dint of the recess 14Ap.
  • the side surface of the recess 14Ap is inclined with respect to the normal direction of the surface, for example. At least a part of the side surface of the recess 14Ap may be stepped, for example.
  • the tip of the protrusion 15 is more preferably a point.
  • the anodizing step and / or the etching step may be appropriately repeated until the tip of the projection 15 between the adjacent recesses 14Ap becomes a point. For example, when the opening of the substantially conical concave portion 14Ap is enlarged, the portion farthest from the center 14o of the bottom surface of the concave portion 14Ap finally remains to form the pointed protrusion 14c.
  • a treatment for example, heat treatment
  • the stabilization process can be performed without sealing the recess 14Ap.
  • the surface of the metal member 100A can be stabilized by performing heat treatment by placing the metal member 100A in an oven.
  • the metal member not subjected to stabilization treatment may be discolored after contact with water for a certain time, for example.
  • the metal member may change color and become transparent. Such discoloration (including transparency) could be confirmed visually. It is considered that the surface of the metal member was discolored due to a change in the shape of the inverted moth-eye structure on the surface of the metal member.
  • the stabilization treatment it is possible to prevent discoloration of the metal member and change in the shape of the inverted moth-eye structure on the surface.
  • a metal member that was heat-treated in an oven at 100 ° C. or higher and 250 ° C. or lower for 3 hours did not change color even after contacting with water for 49 hours. Specific conditions for the stabilization process will be described later with reference to experimental examples.
  • the metal member 100B shown in FIG. 1B can also be manufactured by combining, for example, the above-described anodic oxidation process and etching process. With reference to FIGS. 5A to 5C, a method of manufacturing the metal member 100B will be described.
  • the mold base 10 is prepared, and the surface 18s of the aluminum film 18 is anodized, so that a plurality of recesses (pores) are obtained.
  • a porous alumina layer 14 having 14 Bp is formed.
  • the opening of the recess 14Bp is enlarged by etching the porous alumina layer 14 by a predetermined amount by bringing it into contact with an alumina etchant.
  • the etching amount is reduced as compared with the etching process described with reference to FIG. That is, the size of the opening of the recess 14Bp is reduced.
  • etching is performed for 10 minutes using a phosphoric acid aqueous solution (10 mass%, 30 ° C.).
  • the aluminum film 18 may be partially anodized again to grow the recess 14Bp in the depth direction, and the porous alumina layer 14 may be thickened.
  • the recess 14Bp is grown deeper than in the anodic oxidation step described with reference to FIG.
  • anodic oxidation is performed for 165 seconds at an applied voltage of 80 V using an oxalic acid aqueous solution (concentration: 0.3 mass%, liquid temperature: 10 ° C. (55 seconds in FIG. 4D)).
  • the etching step and the anodizing step may be alternately repeated a plurality of times.
  • the metal member 100B is obtained as shown in FIG. 5C by alternately repeating the etching process three times and the anodic oxidation process three times.
  • the two-dimensional size Dp of the recess 14Bp is smaller than the adjacent distance Dint (Dp ⁇ Dint).
  • the recess 14Bp formed by the anodic oxidation process and the etching process may be the same as the recess 14Ap except that the two-dimensional size Dp is smaller than the adjacent distance Dint.
  • the manufacturing process of the recess 14Bp may be the same as the manufacturing process of the recess 14Ap, for example, except for the etching amount in the etching process of FIG.
  • the manufacturing method of the metal members 100A and 100B exemplified here can manufacture a mold for producing an antireflection film described in Patent Documents 2 to 4.
  • Anti-reflective coatings used in high-definition display panels are required to have high uniformity. Therefore, as described above, the selection of the aluminum base material, mirror finishing of the aluminum base, and control of the purity and composition of the aluminum film.
  • the above-described mold manufacturing method can be simplified. For example, the surface of the aluminum substrate may be directly anodized.
  • FIG. 6A is a schematic cross-sectional view of a metal member 100A ′ according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6B is a schematic cross-sectional view of a metal member 100B ′ according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6C is a schematic diagram for explaining a method of manufacturing the metal member 100A ′ and the metal member 100B ′.
  • the metal member 100A ′ is different from the metal member 100A in that it is manufactured by directly anodizing the surface 18s of the metal base 18X illustrated in FIG.
  • the metal member 100A ′ is manufactured without preparing the mold base 10 illustrated in FIG.
  • the metal member 100A ′ is different from the metal member 100A in that the metal member 100A ′ includes a metal substrate 18Xr instead of the metal substrate 12, the inorganic material layer 16, and the metal remaining layer 18r included in the metal member 100A.
  • the metal member 100A ' may be the same as the metal member 100A except for the above points.
  • the manufacturing method of the metal member 100A ' may be the same as the manufacturing method of the metal member 100A except that the metal base material 18X is prepared.
  • the recess 14Ap can be formed by using the conditions for generating the porous anodic oxide layer 14 described above with reference to FIGS. 4B to 4E. .
  • the metal member 100A 'shown in FIG. 6A can be obtained.
  • the metal substrate 18X is formed from an anodizable metal.
  • the metal substrate 18X is, for example, a valve metal or stainless steel.
  • the metal substrate 18X may include a metal (for example, gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), or copper (Cu)) that has a high antibacterial effect.
  • the metal member (for example, formed of aluminum) 100A ′ having concave portions arranged regularly may be manufactured as follows, for example.
  • the mold for producing the antireflection film described in Patent Documents 2 to 4 preferably has a low regularity of the arrangement of the recesses. However, when the sterilization property of the uneven structure of the porous anodized layer is utilized, the recesses It is considered that the regularity of the arrangement of is not affected.
  • the following steps are performed. For example, after a porous alumina layer having a thickness of about 10 ⁇ m is formed, the produced porous alumina layer is removed by etching, and then anodization is performed under the conditions for producing the porous alumina layer described above.
  • the porous alumina layer having a thickness of 10 ⁇ m is formed by increasing the anodic oxidation time.
  • the porous alumina layer is regularly arranged without being affected by irregularities or processing strain caused by grains present on the surface of the aluminum film or the aluminum substrate.
  • a porous alumina layer having a concave portion can be formed.
  • liquid mixture of chromic acid and phosphoric acid for the removal of a porous alumina layer.
  • galvanic corrosion may occur, but a mixed solution of chromic acid and phosphoric acid has an effect of suppressing galvanic corrosion.
  • a metal member 100B 'shown in FIG. 6B is different from the metal member 100A' in that the uneven structure on the surface of the porous anodized layer 14 includes a plurality of recesses 14Bp.
  • the metal member 100B ' may be the same as the metal member 100A' except for the plurality of recesses 14Bp.
  • the manufacturing process of the metal member 100B ' may be the same as that of the metal member 100A' except for the process of forming the plurality of recesses 14Bp.
  • the manufacturing method of the metal member 100B and the metal member 100B ' is not limited to the above.
  • the metal member 100B and the metal member 100B ' can be manufactured only by the anodizing process without performing the etching process (for example, refer to Sample No. 5 described later).
  • the shape of the recess 14Bp may be, for example, a substantially cylindrical shape.
  • the side surface of the recess 14Bp may be substantially parallel to the normal direction of the surface.
  • a tantalum oxide layer and an aluminum alloy layer (Al—Ti layer) were sequentially formed on a glass plate.
  • Al—Ti layer aluminum alloy layer
  • Sample No. 2 is Sample No. It was obtained by applying a release agent to the surface of the same as 1.
  • a release agent OPTOOL DSX manufactured by Daikin Industries, Ltd. was used. After the release agent was applied so as to flow from above, the sample was rotated by a spinner so that the release agent was evenly distributed on the glass plate.
  • Sample No. 3 and sample no. 4 is sample No. 4 respectively. 1 was obtained by applying a silane coupling agent S1 and a silane coupling agent S2 to the same surface.
  • Silane coupling agent S1 is KBM-1403 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. and does not contain an amino group.
  • Silane coupling agent S2 is KBM-603 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. and contains an amino group.
  • Silane coupling agent S1 and silane coupling agent S2 are represented by the following chemical formulas (structural formulas) (1) and (2), respectively. (CH 3 O) 3 SiC 3 H 6 NHC 2 H 4 NH 2 (2)
  • the undiluted solution was used for the silane coupling agents S1 and S2.
  • FIG. 3 shows an SEM image obtained by observing the surface of FIG. The SEM image which observed the cross section of 3 with SEM is shown. As shown in FIGS. 7A and 7B, it can be confirmed that the recess is not filled. Other samples were confirmed in the same manner.
  • SEM scanning electron microscope
  • the contact angle of water and hexadecane at 22 ° C. was measured for each sample.
  • a contact angle meter Kyowa Interface Science Co., Ltd., PCA-1
  • the average contact angle measured 5 times is shown in Table 1 below.
  • a bacterial dilution A ′ having a bacterial count on the order of 1E + 05 CFU / mL was prepared. When the number of bacteria in the bacterial dilution A ′ was counted, it was 4.2E + 05 CFU / mL.
  • NB medium manufactured by Eiken Chemical Co., Ltd., ordinary bouillon medium E-MC35
  • LB medium manufactured by Eiken Chemical Co., Ltd., ordinary bouillon medium E-MC35
  • This bacterial dilution is designated as bacterial dilution A.
  • Bacterial dilution A was sample No. 400 ⁇ L each was dropped on each of the surfaces 1 to 4 and the lid was covered.
  • Each set of samples for examining the results after 6.4 hours and 24 hours was placed in a large container.
  • a large container in order to further prevent drying, a beaker containing 150 mL of sterilized water and a Kim towel containing 40 mL of sterilized water were further added.
  • the large container was capped and incubated at 35 ° C. for each predetermined time.
  • the bacterial dilution B was diluted with sterilized water.
  • a solution obtained by diluting the bacterium dilution B 10 times is referred to as a bacterium dilution C, and a bacterium dilution B is diluted 100 times as a bacterium dilution D.
  • the bacterial dilution was spread on a Petri film, cultured at 35 ° C. for 2 days, and the number of bacteria in the bacterial dilution B was counted.
  • the bacterial dilutions spread on the Petri film were the bacterial dilution C1 mL and the bacterial dilution D1 mL after 0.1 hours, respectively, and the bacterial dilution C1 mL and the bacterial dilution D1 mL after 24 hours, after 24 hours.
  • bacteria dilution liquid B1mL bacteria dilution liquid C1mL and bacteria dilution liquid D1mL.
  • FIG. 8 is a graph showing the number of bacteria (CFU / mL) in the bacteria diluent B with respect to the elapsed time (h). In FIG. 8, for ease of viewing, when the number of bacteria is 0, it is plotted as 0.01.
  • the bacterial dilution B was obtained by diluting the bacterial dilution A (the number of bacteria on the order of 1E + 05 CFU / mL) 25 times, so if there was no bactericidal effect by the sample, the number of bacteria should be on the order of 1E + 04 CFU / mL It is. That is, since the number of bacteria in the bacterial dilution A ′ was 4.2E + 05 CFU / mL, if there is no bactericidal effect by the sample, the number of bacteria in the bacterial dilution B is considered to be approximately 1.7E + 04 CFU / mL.
  • sample no. 1, sample no. 3 and sample no. No. 4 was found to have immediate effect on bactericidal action because the number of bacteria decreased even after 0.1 hour.
  • sample No. In No. 4 the number of bacteria decreased by two orders of magnitude after 0.1 hours, and the number of bacteria became zero after 4 hours.
  • Sample No. No. 4 was found to have a particularly high bactericidal effect.
  • Sample No. 1 and sample no. 3 the order of the number of bacteria in each elapsed time is the same. As shown in Table 1 above, Sample No. 1 and sample no. 3 is a close value of the contact angle with respect to water and hexadecane. The result of the bactericidal effect is close to Sample No. 1 and sample no. 3 may be due to having similar water repellency and lipophilicity.
  • sample No. 4 has an excellent bactericidal action is due to the amino group contained in the silane coupling agent S2.
  • the contact angle with respect to hexadecane is preferably 110.4 ° or less. I understand.
  • the contact angle with respect to hexadecane is more preferably 29.3 ° or less.
  • Sample No. Sample No. 5 1 was used. However, the concavo-convex structure on the surface was formed by performing the anodic oxidation process only once without performing the etching process.
  • Sample No. 7 is a PET film having no uneven structure on the surface. Sample No. No surface treating agent is applied to the surfaces of 5 to 7.
  • Sample No. 5 and sample no. 9A and 9B show SEM images obtained by observing the surface of 6 with an SEM.
  • 9 (a) and 9 (b) show sample No. 5 and sample no. 6 is an SEM image obtained by observing the surface of No. 6 with an SEM from an angle inclined by 45 ° from the normal direction of the surface.
  • protrusions are formed between adjacent recesses (black portions in the SEM image).
  • FIG. It can be seen that no protrusions are formed on the surface of 5.
  • Sample No. 5-No. 7 is basically the same as the procedure described for Table 2 above. However, the elapsed time examined was 4 types of 0.05 hours, 3 hours, 6 hours, and 24 hours. In addition, the number of bacteria in the bacterial dilution A ′ was 1.1E + 05 CFU / mL. Therefore, if there is no bactericidal effect by the sample, it is considered that the number of bacteria in the bacterial dilution B obtained by multiplying the bacterial dilution A by 25 times is about 4.4E + 03 CFU / mL.
  • FIG. 5 is a graph showing the number of bacteria (CFU / mL) in the bacterial dilution B with respect to the elapsed time (h) for 5-7.
  • FIG. 9C for ease of viewing, when the number of bacteria is 0, it is plotted as 1.
  • sample no. Sample No. 6 Compared to 5, it has excellent bactericidal properties. Sample No. 5 and sample no. No. 6 differs only in the physical structure of the surface because nothing is imparted to the surface. When comparing only the physical structure of the surface, sample no. In the case of having a protrusion as shown in FIG. As shown in FIG. 5, it was confirmed that the sterilizing action was superior to that in the case where no protrusion was provided. Sample No. 7 (PET) did not have bactericidal action, and the number of bacteria increased with time.
  • PET PET
  • sample no. 8 and sample no. 9 was evaluated for bactericidal properties.
  • Sample No. 8 is sample No. 4 and the same material and method. As shown in Table 5 below, the contact angles with respect to water and hexadecane were measured according to Sample No. 4 was almost the same value.
  • Sample No. No. 9 was obtained by applying a silane coupling agent S2 (same as that used for sample No. 4) to the surface of the raw glass.
  • Sample No. 8 and no. 9 is basically the same as the procedure described for Table 2 above. However, the elapsed time examined was 5 types of 0.08 hours, 0.5 hours, 1 hour, 3 hours and 24 hours. In addition, the number of bacteria in the bacteria dilution liquid A ′ was 2.6E + 05 CFU / mL. Therefore, if there is no bactericidal effect by the sample, the number of bacteria in the bacteria dilution B obtained by multiplying the bacteria dilution A by 25 is considered to be about 1.0E + 04 CFU / mL.
  • FIG. 9 (d) The results are shown in Table 6 below and FIG. 9 (d).
  • FIG. 8 and no. 9 is a graph showing the number of bacteria (CFU / mL) in the bacterial dilution B with respect to the elapsed time (h).
  • FIG. 9 (d) for ease of viewing, when the number of bacteria is 0, it is plotted as 0.1.
  • sample no. 8 is sample No. Compared to 9, it has excellent bactericidal properties.
  • Sample No. 8 was found to have particularly excellent bactericidal properties due to the physical structure of the surface and the silane coupling agent S2 applied to the surface.
  • Sample No. Samples Nos. 1 and 3 were prepared using the same material and the same method, and subjected to stabilization treatment (heat treatment in this case) under different conditions. 10-No. 12 was obtained. Specifically, sample no. 10-No. After charging 12, the oven was heated until a predetermined temperature was reached. The predetermined temperature is the sample number. No. 10 at 250 ° C., sample no. No. 11 at 120 ° C., sample no. 12 is 100 ° C. When the sample is placed in the oven, it is naturally dried (ie, the surface of the sample is dry). The temperature was maintained for 3 hours after reaching each predetermined temperature, and then the oven was turned off. After the oven was at room temperature, the sample was removed from the oven.
  • sample no. 10-No. No discoloration was observed in any of the 12 samples. Therefore, it is considered that the shape of the inverted moth-eye structure that the sample has on the surface did not change due to the stabilization treatment.
  • Sample No. 13 is sample No.
  • the sample is the same material and the same method as 1 and is not subjected to stabilization treatment.
  • the thickness t p (see FIG. 4E) of the 13 porous alumina layers 14 is 100 nm to 300 nm.
  • Sample No. 10-No. 400 ⁇ L of pure water was dropped on each of the 13 surfaces and covered.
  • Sample No. 10-No. Each 13 was put in a transparent container and placed in a constant temperature bath at 37 ° C. Each sample was examined by visually observing whether discoloration occurred after a predetermined time (3 hours, 6 hours, 21 hours, 49 hours, 120 hours, and 144 hours).
  • the inventors consider the mechanism of discoloration of metal members as follows.
  • the discoloration of the metal member is considered to be due to the change in the shape of the inverted moth-eye structure on the surface of the metal member.
  • the Applicant has found that the porous alumina layer 14 looks different colors (ie, the reflected light appears colored) depending on the thickness t p of the porous alumina layer 14 and / or the shape of the recess 14Ap.
  • the examination result is disclosed in International Publication No. 2011/145625. For reference, the entire disclosure of WO 2011/145625 is incorporated herein by reference.
  • the porous alumina layer 14 reacts with water to cause discoloration of the metal member, and aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 .nH 2 O) or a hydrate thereof ( Al 2 O 3 .nH 2 O) is formed, and it is considered that the thickness t p of the porous alumina layer 14 and / or the shape of the recess 14Ap is changed.
  • the discoloration of the metal member is considered to be caused by a reaction similar to the hydration reaction used in the sealing treatment of the porous anodized layer.
  • the porous alumina layer 14 reacts with water, but also the remaining aluminum layer 18r under the porous alumina layer 14 reacts with water and acid to become aluminum hydroxide, aluminum oxide or a hydrate thereof. It is considered that the metal member becomes transparent. According to the inventors, it was found that in a sample that was partially discolored and made transparent, the portion that became transparent was thicker by about 3 ⁇ m than the portion that did not change color. The transparent portion is considered to be thicker than the other portions due to the formation of the oxide or hydroxide.
  • a sealing treatment is generally well known.
  • the porous alumina layer formed by anodic oxidation does not have good corrosion resistance as it is, but excellent corrosion resistance can be obtained by performing sealing treatment.
  • the sealing treatment is performed by treating porous alumina in, for example, high-temperature and pressurized steam or boiling it in boiled pure water. When the sealing treatment is performed, it is considered that a part of the porous alumina layer undergoes a hydration reaction, thereby sealing or narrowing the pores (recesses). It is said that the sealing treatment is preferable as it is performed at a high temperature.
  • the stabilization process performed on the metal member according to the embodiment of the present invention is different from the generally known sealing process in the following points.
  • the stabilization process is performed without sealing the pores (concave portions) 14Ap of the porous alumina layer 14.
  • the stabilization treatment is preferably performed without changing the shape of the inverted moth-eye structure on the surface. Such stabilization treatment can improve the corrosion resistance of the metal member without affecting the sterilizing effect of the metal member according to the embodiment of the present invention.
  • the stabilization process (for example, heat treatment) is preferably performed on a dry metal member, for example.
  • the temperature of the stabilization treatment (for example, heat treatment) is preferably 100 ° C. or higher, for example.
  • the temperature of the heat treatment is more preferably 120 ° C. or higher, for example.
  • the heat treatment time is, for example, 3 hours.
  • the stabilization treatment applied to the metal member according to the embodiment of the present invention does not change the shape of the inverted moth-eye structure of the porous alumina layer 14, and therefore does not change the size of crystal grains, that is, does not cause grain growth. It is preferable. Further, it is more preferable not to cause recrystallization. Therefore, the temperature of the stabilization treatment (heat treatment) is preferably 350 ° C. or less, for example, and more preferably 250 ° C. or less. Further, when the processing temperature is high, the metal base materials 12 and 18Xr that support the porous alumina layer 14 may be deformed. Also, from the viewpoint of suppressing power consumption, it is preferable that the processing temperature is low. From such a viewpoint, the temperature of the stabilization treatment (heat treatment) is preferably, for example, less than 150 ° C.
  • the surface of the metal member according to the embodiment of the present invention is subjected to stabilization treatment, so that even when the metal member is in contact with water for a certain period of time, the discoloration of the metal member and the inverted moth eye of the surface are obtained. Changes in the shape of the structure can be suppressed. Therefore, a decrease in the bactericidal effect accompanying a change in the shape of the surface structure can be suppressed.
  • the metal member according to the embodiment of the present invention can also meet the needs for bactericidal action (including fungicidal action) in a high temperature and high humidity environment.
  • the metal member according to the embodiment of the present invention is suitably used without losing its sterilizing effect even in a high-temperature and high-humidity environment by performing a stabilization treatment. Moreover, the metal member according to the embodiment of the present invention can be prevented from changing its appearance by performing a stabilization process. Therefore, the metal member according to the embodiment of the present invention is suitably used for an interior building material to be described later, for example, without impairing the design by performing the stabilization process.
  • the stabilization treatment may be performed before the treatment with the surface treatment agent or after the treatment with the surface treatment agent.
  • Embodiment 1 The metal member of embodiment by this invention is used suitably for a heat exchanger, for example.
  • Embodiment 1 by this invention is a heat exchanger provided with the metal member of embodiment by this invention.
  • a heat exchanger having a sterilizing effect can be obtained. Water generated by condensation of moisture in the air can adhere to the fins of the heat exchanger.
  • the heat exchanger according to the embodiment of the present invention can suppress the occurrence of mold due to water droplets attached to the fins.
  • the heat exchanger of Embodiment 1 by this invention is not restricted to what is illustrated below.
  • FIGS. 11 (a) to 11 (c) A heat exchanger 200A according to an embodiment of the present invention and a heat exchanger 200B according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 (a) to 11 (c).
  • Fig.11 (a) is typical sectional drawing of the fin 50 which the heat exchanger of Embodiment 1 by this invention has.
  • FIG. 11B and FIG. 11C are schematic cross-sectional views of the heat exchanger 200A and the heat exchanger 200B, respectively, according to the embodiment of the present invention.
  • the fin 50 is formed of, for example, a metal member 100A '.
  • the fin 50 has the metal base material 18Xr and the porous anodic oxidation layer 14 formed on the metal base material 18Xr.
  • the surface of the porous anodized layer 14 has a concavo-convex structure on the order of submicrons.
  • the concavo-convex structure includes a plurality of concave portions 14Ap having a two-dimensional size of more than 100 nm and less than 500 nm when viewed from the normal direction of the surface.
  • the fin 50 has the same surface structure (including a physical structure and chemical properties) as the metal member 100A '.
  • the heat exchanger 200 ⁇ / b> A has fins 50. Since the fin 50 has a surface having a sterilizing action, the heat exchanger 200A can have a sterilizing effect.
  • the fin 50 of the heat exchanger 200A is not limited to the metal member 100A ', and may be formed from any of the metal members according to the above-described embodiments of the present invention.
  • the heat exchanger 200A further includes a tube 60, for example.
  • the tube 60 is filled with a refrigerant, and heat energy is exchanged between the refrigerant and the gas or liquid in the heat exchanger 200A.
  • the exchange of thermal energy is performed via the fins 50.
  • the surface area of the fin 50 is large.
  • corrugated fins 50 are arranged between the tubes 60 arranged almost in parallel.
  • the tube 60 may be arrange
  • the heat exchanger 200B may be the same as the heat exchanger 200A except for the arrangement of the fins 50 and the tubes 60.
  • the heat exchanger according to the first embodiment of the present invention can be used in, for example, an air conditioner (air conditioner), a refrigerator, or a freezer.
  • Air conditioners include room air conditioners and car air conditioners.
  • the surface of the fin has bactericidal properties, generation of mold due to water droplets attached to the fin can be suppressed. It may also have a sterilizing effect on the liquid or gas in the heat exchanger.
  • the fin surface has a concavo-convex structure on the order of submicrons, the surface area of the fin is increased and the heat exchange efficiency can be improved.
  • Patent Document 5 discloses a heat exchanger having pores formed by anodic oxidation on the surface of the fin.
  • the heat exchanger of patent document 5 has aimed at the improvement of the draining performance by having a pore on the surface of a fin.
  • the fin pores are formed by the anodic oxidation step without performing the etching step, no protrusion is formed between adjacent pores.
  • the heat exchanger according to the first embodiment of the present invention can have a bactericidal action only by the physical structure of the fins. Thus, it can have a bactericidal action without increasing costs and / or manufacturing steps. Furthermore, as described above, a bactericidal action can be further improved by applying a surface treatment agent (for example, a release agent or a coupling agent) to the surface of the fin.
  • a surface treatment agent for example, a release agent or a coupling agent
  • the metal substrate that the fin has is formed from, for example, a valve metal.
  • the porous anodized layer that the fin has is formed, for example, by anodizing a valve metal.
  • Stainless steel may be used as a metal for forming the metal member and / or the porous anodized layer.
  • the metal base material which a fin has is an aluminum base material, for example, and the porous anodic oxidation layer which a fin has is a porous alumina layer, for example.
  • Aluminum, for example, is often used for fins because it has features such as lightness, low cost, excellent thermal conductivity, and easy processing.
  • the porous anodic oxidation layer of the fin is formed by anodizing titanium
  • the titanium oxide is a photocatalytic active material
  • a sterilizing effect by the photocatalyst can be obtained by irradiating the fin with light (for example, ultraviolet rays).
  • the sterilizing effect of the heat exchanger can be further improved.
  • a sterilizing effect by a photocatalyst can be obtained without bothering irradiation of light (for example, ultraviolet rays). there is a possibility.
  • FIG. 12A and FIG. 12D are schematic plan views of a heat radiator 210A and a heat radiator 210B, respectively, according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 12B and FIG. 12C are cross-sectional views of the radiator 210A taken along the lines 12B-12B 'and 12C-12C' in FIG. 12A, respectively.
  • FIGS. 12E and 12F are cross-sectional views of the radiator 210B along the lines 12E-12E 'and 12F-12F' in FIG. 12D, respectively.
  • the heat radiator 210A and the heat radiator 210B can have a sterilizing effect. It can have a sterilizing action on the gas in the radiator. Since the surface of the fin 50 has a concavo-convex structure on the order of submicron, the surface area of the fin 50 is increased, and the heat dissipation efficiency can be improved.
  • the heat radiator 210A further includes a plate 70, for example. Fins 50 are provided on the plate 70. When viewed from the normal direction of the plate 70, the fins 50 have a stripe shape as exemplified in FIGS. 12 (a) to 12 (c), for example. The fins 50 may be arranged in a square lattice, for example, when viewed from the normal direction of the plate 70 as in the heat radiator 210B shown in FIGS. 12 (d) to 12 (f).
  • the heat radiator according to the embodiment of the present invention is not limited thereto, and the shape and arrangement of the fins 50 may be arbitrary. For example, the fins 50 may be arranged in a broken line shape. For example, the fins 50 may be arranged in a checkerboard shape.
  • the shape of the plate 70 is not limited to the illustrated one, and fins may be arranged on the circular plate 70 in a radial pattern, for example.
  • the heat exchanger includes various heat exchangers such as a radiator, an evaporator, a condenser, a cooler, a heater, and a radiator (heat sink), and is not limited to those exemplified.
  • the heat exchanger according to the first embodiment of the present invention may be used for a cold air fan.
  • the cold air fan uses the heat of vaporization of water to lower the temperature of the air.
  • Embodiment 2 The metal member of embodiment by this invention is used suitably also for interior building materials, for example.
  • Embodiment 2 by this invention is an interior building material provided with the metal member of embodiment by this invention.
  • the interior building material of Embodiment 2 by this invention is not restricted to what is illustrated below.
  • the metal member according to the embodiment of the present invention can be used for, for example, a door knob or a handrail.
  • a door knob or a handrail By having the same surface structure (including physical structure and chemical properties) as the metal member of the embodiment according to the present invention, it can have a bactericidal action. Because doorknobs or handrails are frequently touched, organic matter that is a nutrient source of moisture and microorganisms may adhere.
  • the interior building material according to the embodiment of the present invention can suppress the generation of microorganisms (including mold) due to moisture and / or organic matter.
  • the metal member according to the embodiment of the present invention can be used, for example, for a sash used for a window frame.
  • a sash used for a window frame.
  • an interior building material having a bactericidal action can be obtained.
  • the sash may have water droplets attached due to, for example, dew condensation, but by having a sterilizing action, generation of mold due to the water droplets can be suppressed.
  • FIG. 13 schematically shows a chair 60A manufactured using the interior building material according to the present embodiment.
  • the chair 60A is manufactured using, for example, a metal member 100A '.
  • the chair 60A includes a metal substrate 18Xr and a porous anodized layer 14 formed on the metal substrate 18Xr.
  • the surface of the porous anodized layer 14 has a concavo-convex structure on the order of submicrons.
  • the concavo-convex structure includes a plurality of concave portions 14Ap having a two-dimensional size of more than 100 nm and less than 500 nm when viewed from the normal direction of the surface.
  • the entire chair 60A may be formed from the metal member 100A ′, or only part of the surface of the chair 60A (for example, the surface of the seating surface 60a and the backrest 60b) may be formed from the metal member 100A ′.
  • the chair 60 ⁇ / b> A is not limited to the metal member 100 ⁇ / b> A ′, and may be manufactured using any of the metal members of the embodiment according to the present invention described above.
  • the shape of the chair 60A is not limited to that shown in the figure, and may be various known shapes. For example, it is not necessary to have a backrest.
  • the chair 60A may be a chair used for an unspecified number of people, for example.
  • the chair 60A may be installed in a public place (for example, a station or a park).
  • the chair 60A is not limited to being indoors and may be installed outdoors.
  • the application of the metal member according to the embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment.
  • it can be used for daily goods.
  • Kitchen appliances widely include, for example, electric pots, coffee makers, and the like.
  • FIGS. 14A and 14B are cross-sectional views schematically showing electric water heaters (for example, electric pots) 70A and 70B according to the embodiment of the present invention.
  • the electric water heater 70A contains drinking water, a container 72 that heats the drinking water, a spout 74 that discharges the heated drinking water to the outside, a container 72, and a pour.
  • a pumping pipe 50A (100A ′) provided between the mouths 74;
  • the pumping pipe 50A is formed of, for example, a metal member 100A '.
  • the pumping pipe 50A has a metal base 18Xr and a porous anodized layer 14 formed on the metal base 18Xr on the inner side.
  • the surface of the porous anodized layer 14 has a concavo-convex structure on the order of submicrons.
  • the concavo-convex structure includes a plurality of concave portions 14Ap having a two-dimensional size of more than 100 nm and less than 500 nm when viewed from the normal direction of the surface.
  • the inner surface of the pumping pipe 50A has the same surface structure (including physical structure and chemical properties) as the metal member 100A '.
  • the pumping pipe 50A is not limited to the metal member 100A ', and may be formed from any of the metal members according to the embodiments of the present invention described above.
  • the container 72 and / or the spout 74 may also be formed from the metal member 100A '. That is, the container 72 may have the metal base 18Xr and the porous anodized layer 14 formed on the metal base 18Xr on the inside.
  • the inner side of the container 72 includes, for example, an inner side surface and a bottom surface of the container 72.
  • the spout 74 may have a metal base 18Xr and a porous anodized layer 14 formed on the metal base 18Xr on the inside.
  • the inside of the spout 74 refers to the surface that comes into contact with drinking water.
  • the lid 72c of the container 72 may also have the metal base 18Xr and the porous anodized layer 14 formed on the metal base 18Xr on the inside.
  • the shape of the electric water heater is not limited to that shown in the figure, and may be various known shapes.
  • a type that does not have a pumping pipe may be used, such as an electric water heater 70B shown in FIG.
  • the container 72 and / or the spout 74 of the electric water heater 70B may be formed from the metal member 100A '.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view schematically showing a beverage supply device (for example, coffee maker) 80 according to an embodiment of the present invention.
  • a beverage supply device for example, coffee maker
  • the beverage supply device 80 contains drinking water, a container 82 for heating the stored drinking water, a spout 84 for discharging the beverage containing the heated drinking water to the outside, a container 82 and And a water supply pipe 50B (100A ′) provided between the spouts 84.
  • the water supply pipe 50B is formed of, for example, a metal member 100A '.
  • the water supply pipe 50B has a metal base 18Xr and a porous anodized layer 14 formed on the metal base 18Xr inside.
  • the surface of the porous anodized layer 14 has a concavo-convex structure on the order of submicrons.
  • the concavo-convex structure includes a plurality of concave portions 14Ap having a two-dimensional size of more than 100 nm and less than 500 nm when viewed from the normal direction of the surface. That is, the inner surface of the water supply pipe 50B has the same surface structure (including a physical structure and chemical properties) as the metal member 100A '.
  • the water supply pipe 50 ⁇ / b> B is not limited to the metal member 100 ⁇ / b> A ′, and may be formed from any of the metal members of the embodiment according to the present invention described above.
  • the container 82 and / or the spout 84 may also be formed from the metal member 100A '. That is, the container 82 may have the metal base 18Xr and the porous anodized layer 14 formed on the metal base 18Xr on the inner side.
  • the inside of the container 82 includes, for example, an inner side surface and a bottom surface of the container 82.
  • the spout 84 may have a metal base 18Xr and a porous anodized layer 14 formed on the metal base 18Xr on the inner side.
  • the inside of the spout 84 refers to the surface in contact with the beverage.
  • the beverage supply device 80 may further include a beverage server 86 that receives the beverage discharged from the spout 84.
  • the beverage server 86 may be formed from a metal member 100A '. That is, the beverage server 86 may have the metal base 18Xr and the porous anodized layer 14 formed on the metal base 18Xr on the inside.
  • the shape of the beverage feeder is not limited to that shown in the figure, and may be various known shapes.
  • the detailed structure of the beverage supply device is well known and will not be described.
  • FIG. 16 is a diagram schematically showing a lunch box 90a and a lunch box lid 90b according to an embodiment of the present invention.
  • the lunch box 90a and the lunch box lid 90b are each manufactured using, for example, a metal member 100A '.
  • Each of the lunch box 90a and the lunch box lid 90b has a metal base 18Xr and a porous anodized layer 14 formed on the metal base 18Xr.
  • the surface of the porous anodized layer 14 has a concavo-convex structure on the order of submicrons.
  • the concavo-convex structure includes a plurality of concave portions 14Ap having a two-dimensional size of more than 100 nm and less than 500 nm when viewed from the normal direction of the surface.
  • the surfaces of the lunch box 90a and the lunch box lid 90b have the same surface structure (including physical structure and chemical properties) as the metal member 100A '.
  • Each of the lunch box 90a and the lunch box lid 90b is not limited to the metal member 100A ', and may be formed of any of the metal members according to the above-described embodiments of the present invention.
  • the lunch box 90a and the lunch box lid 90b have an uneven structure on the outside and inside.
  • the lunch box 90a and the lunch box lid 90b preferably have an uneven structure at least on the inside.
  • the concavo-convex structure is formed on the outer and inner surfaces in the same process (including the anodic oxidation process and the etching process), the concavo-convex structure can be provided on both the outer and inner surfaces without increasing the number of manufacturing steps.
  • the shapes of the lunch box 90a and the lunch box lid 90b are not limited to those illustrated, and may be various known shapes.
  • the heat exchanger having fins whose surfaces have a bactericidal action according to the embodiment of the present invention can be used for various applications such as an air conditioner (air conditioner), a refrigerator, and a freezer.
  • the metal member which has the surface provided with the bactericidal action by embodiment of the present invention can be used for various uses, such as interior building materials or household goods.

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Abstract

　熱交換器は、金属基材（１８Ｘｒ）と、金属基材上に形成されたポーラス陽極酸化層（１４）とを有するフィン（５０）を有し、ポーラス陽極酸化層の表面は、サブミクロンオーダーの凹凸構造を有し、凹凸構造は、表面の法線方向から見たときの２次元的な大きさが１００ｎｍ超５００ｎｍ未満である複数の凹部（１４Ａｐ）、（１４Ｂｐ） を含む。

Description

表面が殺菌作用を備えたフィンを有する熱交換器、殺菌作用を備えた表面を有する金属部材、熱交換器のフィンの表面または金属部材の表面を用いたカビの発生を抑制する方法および殺菌方法、ならびに、金属部材を有する電気湯沸かし器、飲料供給器および弁当箱のふた
　本発明は、表面が殺菌作用を備えたフィンを有する熱交換器、殺菌作用を備えた表面を有する金属部材、熱交換器のフィンの表面または金属部材の表面を用いたカビの発生を抑制する方法および殺菌方法、ならびに、金属部材を有する電気湯沸かし器、飲料供給器および弁当箱のふたに関する。
　最近、ブラックシリコン、セミやトンボの羽が有するナノ表面構造が殺菌作用を有することが発表された（非特許文献１）。例えば、ブラックシリコンは、高さが５００ｎｍのナノピラーを有し、このナノピラーの物理的な構造が、殺菌作用を発現するとされている。セミやトンボの羽は、高さが２４０ｎｍのナノピラーを有している。
　非特許文献１によると、グラム陰性菌に対する殺菌作用は、ブラックシリコンが最も強く、トンボの羽、セミの羽の順に弱くなる。また、これらの表面の水に対する静的接触角（以下、単に「接触角」ということがある。）は、ブラックシリコンが８０°であるのに対し、トンボの羽は１５３°、セミの羽は１５９°である。
特許第４２６５７２９号公報 特開２００９－１６６５０２号公報 国際公開第２０１１／１２５４８６号 国際公開第２０１３／１８３５７６号 特開２０１０－１７５１３１号公報
Ivanova,　E. P. et al., "Bactericidal activity of black silicon", Nat. Commun. 4:2838 doi: 10.1038/ncomms3838(2013).
　非特許文献１に記載の結果からは、ナノピラーによって細菌が殺されるメカニズムは明らかではない。さらに、ブラックシリコンがトンボやセミの羽よりも強い殺菌作用を有する理由が、ナノピラーの高さや形状の違いにあるのか、表面自由エネルギー（接触角で評価され得る）の違いにあるのか、不明である。また、ナノピラーを有する物質（ブラックシリコンおよびその他の物質（例えば金属））に依存して、殺菌作用が変化するのか否かも不明である。
　さらに、ブラックシリコンの殺菌作用を利用するにしても、ブラックシリコンは、量産性に乏しく、また、硬く脆いので、形状加工性が低いという問題がある。
　本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その主な目的は、表面が殺菌作用を備えたフィンを有する熱交換器、殺菌作用を備えた表面を有する金属部材、熱交換器のフィンの表面または金属部材の表面を用いたカビの発生を抑制する方法および殺菌方法、ならびに、金属部材を有する電気湯沸かし器、飲料供給器および弁当箱のふたを提供することにある。
　本発明の実施形態による熱交換器は、金属基材と、前記金属基材上に形成されたポーラス陽極酸化層とを有するフィンを有し、前記ポーラス陽極酸化層の表面は、サブミクロンオーダーの凹凸構造を有し、前記凹凸構造は、前記表面の法線方向から見たときの２次元的な大きさが１００ｎｍ超５００ｎｍ未満である複数の凹部を含む。
　ある実施形態において、前記凹凸構造は、隣接する前記複数の凹部の間に形成された突起部を有する。
　ある実施形態において、前記突起部は、隣接する前記複数の凹部の側面が交わることにより形成された稜線を有する。
　ある実施形態において、前記複数の凹部の隣接間距離は、前記複数の凹部の前記２次元的な大きさよりも大きい。
　ある実施形態において、前記複数の凹部の側面は、前記表面の法線方向に対して傾斜している。
　ある実施形態において、前記複数の凹部の側面の少なくとも一部は、階段状である。
　ある実施形態において、前記表面のヘキサデカンに対する静的接触角が１１０．４°以下である。
　ある実施形態において、前記表面のヘキサデカンに対する静的接触角が２９．３°以下である。
　ある実施形態において、前記表面は、表面処理剤によって処理されている。
　ある実施形態において、前記表面処理剤はアミノ基を有する。
　ある実施形態において、前記複数の凹部の隣接間距離は、２０ｎｍ超５００ｎｍ未満である。
　ある実施形態において、前記複数の凹部の前記２次元的な大きさは、１４０ｎｍ以上である。
　ある実施形態において、前記金属基材は、バルブ金属である。
　ある実施形態において、前記ポーラス陽極酸化層は、バルブ金属を陽極酸化することによって形成されている。
　本発明の実施形態による金属部材は、金属基材と、前記金属基材上に形成されたポーラス陽極酸化層とを備え、前記ポーラス陽極酸化層の表面は、サブミクロンオーダーの凹凸構造を有し、前記表面が殺菌効果を有する。
　ある実施形態において、前記凹凸構造は、前記表面の法線方向から見たときの２次元的な大きさが１００ｎｍ超５００ｎｍ未満である複数の凹部を含む。
　ある実施形態において、前記表面のヘキサデカンに対する静的接触角が１１０．４°以下である。
　ある実施形態において、前記表面のヘキサデカンに対する静的接触角が２９．３°以下である。
　ある実施形態において、前記表面は、表面処理剤によって処理されている。
　本発明の実施形態によるカビの発生を抑制する方法は、上記のいずれかの熱交換器の前記フィンの前記表面に、水蒸気を接触させる。
　本発明の実施形態による気体または液体を殺菌する方法は、上記のいずれかの熱交換器の前記フィンの前記表面に、気体または液体を接触させる。
　本発明の他の実施形態によるカビの発生を抑制する方法は、上記のいずれかの金属部材の前記表面に、水蒸気を接触させる。
　本発明の他の実施形態による気体または液体を殺菌する方法は、上記のいずれかの金属部材の前記表面に、気体または液体を接触させる。
　本発明の実施形態による電気湯沸かし器は、飲用水を収容し、収容した前記飲用水を加熱する容器と、加熱された前記飲用水を外部に吐き出す注ぎ口と、前記容器および前記注ぎ口の間に設けられた揚水パイプとを有する電気湯沸かし器であって、前記揚水パイプは、金属基材と、前記金属基材上に形成されたポーラス陽極酸化層とを内側に有し、前記ポーラス陽極酸化層の表面は、サブミクロンオーダーの凹凸構造を有し、前記凹凸構造は、前記表面の法線方向から見たときの２次元的な大きさが１００ｎｍ超５００ｎｍ未満である複数の凹部を含む。前記電気湯沸かし器は、例えば電気ポットである。
　本発明の実施形態による飲料供給器は、飲用水を収容し、収容した前記飲用水を加熱する容器と、加熱された前記飲用水を含む飲料を外部に吐き出す注ぎ口と、前記容器および前記注ぎ口の間に設けられた給水管とを有する飲料供給器であって、前記給水管は、金属基材と、前記金属基材上に形成されたポーラス陽極酸化層とを内側に有し、前記ポーラス陽極酸化層の表面は、サブミクロンオーダーの凹凸構造を有し、前記凹凸構造は、前記表面の法線方向から見たときの２次元的な大きさが１００ｎｍ超５００ｎｍ未満である複数の凹部を含む。前記飲料供給器は、例えばコーヒーメーカーである。
　本発明の実施形態による弁当箱のふたは、金属基材と、前記金属基材上に形成されたポーラス陽極酸化層とを有し、前記ポーラス陽極酸化層の表面は、サブミクロンオーダーの凹凸構造を有し、前記凹凸構造は、前記表面の法線方向から見たときの２次元的な大きさが１００ｎｍ超５００ｎｍ未満である複数の凹部を含む。
　本発明の実施形態によると、表面が殺菌作用を備えたフィンを有する熱交換器、殺菌作用を備えた表面を有する金属部材、熱交換器のフィンの表面または金属部材の表面を用いたカビの発生を抑制する方法および殺菌方法、ならびに、金属部材を有する電気湯沸かし器、飲料供給器および弁当箱のふたが提供される。
（ａ）は、本発明の実施形態による金属部材１００Ａの模式的な断面図であり、（ｂ）は、本発明の他の実施形態による金属部材１００Ｂの模式的な断面図である。 （ａ）は、金属部材１００Ａの模式的な斜視図の一例であり、（ｂ）は、金属部材１００Ａの模式的な平面図の一例である。 （ａ）は、金属部材１００Ａの模式的な平面図の一例であり、（ｂ）は、（ａ）中の３Ｂ－３Ｂ’線に沿った、金属部材１００Ａの模式的な断面図の一例であり、（ｃ）は、（ａ）中の３Ｃ－３Ｃ’線に沿った、金属部材１００Ａの模式的な断面図の一例である。 （ａ）～（ｅ）は、金属部材１００Ａの製造方法および金属部材１００Ａの構造を説明するための図である。 （ａ）～（ｃ）は、金属部材１００Ｂの製造方法および金属部材１００Ｂの構造を説明するための図である。 （ａ）は、本発明のさらに他の実施形態による金属部材１００Ａ’の模式的な断面図であり、（ｂ）は、本発明のさらに他の実施形態による金属部材１００Ｂ’の模式的な断面図であり、（ｃ）は、金属部材１００Ａ’および金属部材１００Ｂ’の製造方法を説明するための模式的な図である。 （ａ）は、サンプルＮｏ．３の表面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察したＳＥＭ像であり、（ｂ）は、サンプルＮｏ．３の断面をＳＥＭで観察したＳＥＭ像である。 サンプルＮｏ．１～Ｎｏ．４における、経過時間（ｈ）に対する、菌希釈液Ｂ中の菌数（ＣＦＵ／ｍＬ）を示すグラフである。 （ａ）は、サンプルＮｏ．５の表面を、表面の法線方向から４５°傾斜した角度からＳＥＭで観察したＳＥＭ像であり、（ｂ）は、サンプルＮｏ．６の表面を、表面の法線方向から４５°傾斜した角度からＳＥＭで観察したＳＥＭ像であり、（ｃ）は、サンプルＮｏ．５～Ｎｏ．７の、経過時間（ｈ）に対する、菌希釈液Ｂ中の菌数（ＣＦＵ／ｍＬ）を示すグラフであり、（ｄ）は、サンプルＮｏ．８～Ｎｏ．９の、経過時間（ｈ）に対する、菌希釈液Ｂ中の菌数（ＣＦＵ／ｍＬ）を示すグラフである。 サンプルＮｏ．１３の透明になった箇所の表面をＳＥＭで観察したＳＥＭ像を示す図である。 （ａ）は、本発明による実施形態の熱交換器が有するフィン５０の模式的な断面図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態による熱交換器２００Ａの模式的な断面図であり、（ｃ）は、本発明の他の実施形態による熱交換器２００Ｂの模式的な断面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態による放熱器２１０Ａの模式的な平面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ、（ａ）中の１２Ｂ－１２Ｂ’線および１２Ｃ－１２Ｃ’線に沿った放熱器２１０Ａの断面図である。（ｄ）は、本発明の他の実施形態による放熱器２１０Ｂの模式的な平面図であり、（ｅ）および（ｆ）は、それぞれ、（ｄ）中の１２Ｅ－１２Ｅ’線および１２Ｆ－１２Ｆ’線に沿った放熱器２１０Ｂの断面図である。 本発明による実施形態のインテリア建材を用いて製造された椅子６０Ａを模式的に示す図である。 （ａ）は、本発明の実施形態による電気湯沸かし器７０Ａを模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、本発明の他の実施形態による電気湯沸かし器７０Ｂを模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態による飲料供給器８０を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態による弁当箱９０ａおよび弁当箱のふた９０ｂを模式的に示す図である。
　以下で、図面を参照して、本発明の実施形態による金属部材および熱交換器を説明する。なお、本発明は以下で例示する実施形態に限られない。以下の図面において、実質的に同じ機能を有する構成要素は共通の参照符号で示し、その説明を省略することがある。
　なお、本明細書においては、以下の用語を用いることにする。
　「殺菌（sterilization（microbicidal））」は、物体や液体といった対象物や、限られた空間に含まれる、増殖可能な微生物（microorganism）の数を、有効数減少させることをいう。
　「微生物」は、ウィルス、細菌（バクテリア）、真菌（カビ）を包含する。
　「抗菌（antimicrobial）」は、微生物の繁殖を抑制・防止することを広く含み、微生物に起因する黒ずみやぬめりを抑制することを含む。
　本出願人は、モスアイ構造を有する反射防止膜（反射防止表面）を製造するために、反転されたモスアイ構造を表面に有する陽極酸化ポーラスアルミナ層を用いる方法を開発した（例えば、特許文献１～４）。参考のために、特許文献１～４の開示内容のすべてを本明細書に援用する。
　本発明者は、上記の技術を応用することによって、殺菌作用を備えた表面を有する金属部材、および、表面が殺菌作用を備えたフィンを有する熱交換器を開発するに至った。
　図１、図２および図３を参照して、本発明の実施形態による金属部材の構造を説明する。図１（ａ）は、本発明の実施形態による金属部材１００Ａの模式的な断面図を示す。図１（ｂ）は、本発明の他の実施形態による金属部材１００Ｂの模式的な断面図を示す。図２（ａ）および図２（ｂ）は、それぞれ、金属部材１００Ａの模式的な斜視図および平面図の一例を示す。図３（ａ）は、金属部材１００Ａの模式的な平面図の一例を示す。図３（ｂ）は、図３（ａ）中の３Ｂ－３Ｂ’線に沿った、金属部材１００Ａの模式的な断面図の一例を示す。図３（ｃ）は、図３（ａ）中の３Ｃ－３Ｃ’線に沿った、金属部材１００Ａの模式的な断面図の一例を示す。
　図１（ａ）に示すように、金属部材１００Ａは、金属基材１２と、金属基材１２上に形成されたポーラス陽極酸化層１４とを備える。ポーラス陽極酸化層１４の表面は、サブミクロンオーダーの凹凸構造を有する。ポーラス陽極酸化層１４の表面は、殺菌効果を有する。本発明の実施形態による金属部材が殺菌効果を有することについては、後に実験例を示す。
　ポーラス陽極酸化層１４の表面の凹凸構造は、例えば、複数の凹部１４Ａｐを含む。図１（ａ）に例示するように、凹部１４Ａｐが密に配列されており、隣接する凹部１４Ａｐ間に間隙が存在しない（例えば、図２（ａ）および図２（ｂ）に例示するように、円錐の底面が部分的に重なる）場合には、凹部１４Ａｐの２次元的な大きさＤｐは凹部１４Ａｐの隣接間距離Ｄｉｎｔと等しい。ここで、凹部１４Ａｐの「２次元的な大きさ」とは、表面の法線方向から見たときの凹部１４Ａｐの面積円相当径を指す。例えば、凹部１４Ａｐが円錐形の場合、凹部１４Ａｐの２次元的な大きさは、円錐の底面の直径に相当する。凹部１４Ａｐの２次元的な大きさＤｐは、例えば、１００ｎｍ超５００ｎｍ未満である。また、凹部１４Ａｐの隣接間距離Ｄｉｎｔは、例えば２０ｎｍ超５００ｎｍ未満である。凹部１４Ａｐの典型的な深さは、５０ｎｍ以上１０００ｎｍ未満である。
　金属部材１００Ａは、金属基材１２の上に形成された無機材料層１６をさらに有してもよい。金属部材１００Ａは、ポーラス陽極酸化層１４の下に金属残存層１８ｒをさらに有してもよい。
　図２（ａ）および図２（ｂ）に例示するように、凹部１４Ａｐが円錐形の場合、円錐の底面は部分的に重なってもよい。隣接する凹部１４Ａｐの間には、稜線１４ｒが形成され得る。稜線１４ｒは、例えば、隣接する凹部１４Ａｐが交わることにより形成される。例えば、凹部１４Ａｐが円錐形である場合、円錐の側面が交わることにより、稜線１４ｒを形成し得る。図２（ｂ）に例示するように、ポーラス陽極酸化層１４の表面の法線方向から見たとき、凹部１４Ａｐの中心１４ｏが正三角格子状に配置されている場合、稜線１４ｒは、中心１４ｏを中心とした正六角形状に形成される。さらに、正六角形の頂点にあたる箇所には、尖状突起１４ｃが形成され得る。稜線１４ｒおよび尖状突起１４ｃを含めて、突起部１５ということにする。尖状突起１４ｃは、稜線１４ｒに比べて突起しているので、突起部１５の先端は複数の点（例えば尖状突起１４ｃ）であり得る。突起部１５の先端とは、例えば、ポーラス陽極酸化層１４の表面の法線方向における先端である。金属部材１００Ａは、突起部１５を表面に有することにより、殺菌作用を有すると考えられる。
　図２（ａ）および図２（ｂ）中に点線で示した円は、凹部１４Ａｐの中心１４ｏを中心とし、正六角形の頂点にあたる箇所に形成された尖状突起１４ｃを通る円である。この円の直径を、凹部１４Ａｐの「仮想的な直径Ｄｈｄ」ということがある。図２（ａ）および図２（ｂ）に例示される場合において、凹部１４Ａｐの仮想的な直径Ｄｈｄは、隣接間距離Ｄｉｎｔおよび２次元的な大きさＤｐよりも大きい（Ｄｈｄ＞Ｄｉｎｔ＝Ｄｐ）。
　図３（ａ）に例示するように、凹部１４Ａｐが円錐形の場合、円錐の底面は互いに重ならなくてもよい。図３（ａ）に例示するように、円錐の底面の円は、互いに接していてもよい。この場合、隣接する凹部１４Ａｐの間に稜線１４ｒは形成されなくてもよい。図３（ａ）に例示されるように、ポーラス陽極酸化層１４の表面の法線方向から見たとき、例えば、凹部１４Ａｐの中心１４ｏが正三角格子状に配置されている場合には、突起部１５は、中心１４ｏを中心とした正六角形の頂点にあたる点１４ｃ、および、点１４ｃに囲まれた突起領域１４ｃ’を含む。突起領域１４ｃ’は、例えば、表面の法線方向から見たときに、凹部１４Ａｐを形成しない領域である。
　図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）中の３Ｂ－３Ｂ’線に沿った断面においては、点１４ｃは、隣接する凹部１４Ａｐの間に形成された尖状突起１４ｃとなる。図３（ｃ）に示すように、図３（ａ）中の３Ｃ－３Ｃ’線に沿った断面においては、点１４ｃよりも突起領域１４ｃ’の方が突起し得る。この場合の突起部１５の先端は、例えば、点ではなく、複数の領域（例えば突起領域１４ｃ’）である。突起部１５の先端は、例えば、突起領域１４ｃ’と同じ２次元的な大きさを有し得る。突起領域１４ｃ’の２次元的な大きさは、表面の法線方向から見たときの突起領域１４ｃ’の面積円相当径を指す。突起領域１４ｃ’は、サブミクロンオーダーの凹部１４Ａｐの間に形成されているので、突起部１５の先端の２次元的な大きさは、数百ナノメートルオーダー以下であり得る。従って、突起部１５は殺菌性を有し得る。
　図３（ａ）～（ｃ）に例示される場合において、凹部１４Ａｐの仮想的な直径Ｄｈｄは、隣接間距離Ｄｉｎｔおよび２次元的な大きさＤｐと等しい（Ｄｈｄ＝Ｄｉｎｔ＝Ｄｐ）。表面の物理的構造が優れた殺菌作用を有するという観点からは、図２（ａ）および図２（ｂ）に例示されるように、凹部１４Ａｐの仮想的な直径Ｄｈｄは、隣接間距離Ｄｉｎｔおよび２次元的な大きさＤｐよりも大きい（Ｄｈｄ＞Ｄｉｎｔ＝Ｄｐ）ことが好ましいと考えられる。突起部１５が尖状突起１４ｃを有し、突起部の先端が点になり得るからである。ただし、金属部材の有する殺菌作用には、表面の物理的構造だけでなく、表面の化学的性質（例えば親油性）も寄与することが考えられる。すなわち、後で実験例を示して説明するように、ポーラス陽極酸化層１４の表面に、表面処理剤が付与されていてもよい。表面処理剤は、例えば、離型剤、シランカップリング剤、親水性塗料、腐食防止剤等を含む。表面処理剤が表面に付与されることによって、金属部材の表面の親水性および／または親油性が調整され得る。例えば、ポーラス陽極酸化層１４の表面のヘキサデカンに対する静的接触角が１１０．４°以下であってもよく、さらには２９．３°以下であってもよい。また、ポーラス陽極酸化層１４の表面に、抗菌性塗料を付与してもよい。抗菌性塗料を表面に付与することで、殺菌作用はさらに向上され得る。
　凹部１４Ａｐの配置は図２および図３に例示したものに限られず、規則的に配置されていてもよいし、不規則に（ランダムに）配置されていてもよい。
　次に、図１（ｂ）を参照して、本発明の他の実施形態による金属部材１００Ｂを説明する。図１（ｂ）に示す金属部材１００Ｂは、ポーラス陽極酸化層１４の表面の凹凸構造が、複数の凹部１４Ｂｐを含む点において、金属部材１００Ａと異なる。金属部材１００Ｂは、複数の凹部１４Ｂｐを除いて、金属部材１００Ａと同じであってよい。
　図１（ｂ）に示すように、凹部１４Ｂｐの隣接間距離Ｄｉｎｔは、凹部１４Ｂｐの２次元的な大きさＤｐよりも大きい（Ｄｉｎｔ＞Ｄｐ）。凹部１４Ｂｐの仮想的な直径Ｄｈｄは、凹部１４Ｂｐの２次元的な大きさＤｐと等しい（Ｄｐ＝Ｄｈｄ）。この場合には、隣接する凹部１４Ｂｐが交わらないので、隣接する凹部１４Ｂｐの間に稜線１４ｒは形成されない。ポーラス陽極酸化層１４の表面の法線方向における先端は、例えば、面を形成し、その中に複数の凹部１４Ｂｐが点在する。金属部材１００Ｂが殺菌性を有するためには、例えば、凹部１４Ｂｐの２次元的な大きさＤｐと、凹部１４Ｂｐの隣接間距離Ｄｉｎｔとの関係において、（Ｄｉｎｔ－Ｄｐ）／Ｄｉｎｔが０．９以下であること（すなわち、Ｄｐ／Ｄｉｎｔが０．１以上であること）が好ましい。金属部材１００Ｂが殺菌性を有するためには、例えば、ポーラス陽極酸化層１４の表面は、表面処理されていることが好ましい。例えば、ポーラス陽極酸化層１４の表面のヘキサデカンに対する静的接触角が１１０．４°以下である。より好ましくは、ポーラス陽極酸化層１４の表面のヘキサデカンに対する静的接触角は、２９．３°以下であってもよい。
　本発明の実施形態による金属部材１００Ａおよび１００Ｂの製造方法は、例えば、以下に例示するように、特許文献２～４に記載の反射防止膜を作製するための型の製造方法を援用することができる。これにより、凹部の大きさおよび深さを精度よく制御することが可能になる。また、均一に配置された凹部を得ることができる。ただし、表面の殺菌作用を用いるためには、反射防止膜において要求されるような高い均一性は求められないので、型の製造方法を簡略化することができる。例えば、図６を参照して後述する金属部材１００Ａ’および１００Ｂ’のように、金属基材（例えばバルブ金属から形成される）の表面を直接陽極酸化して製造してもよい。
　図４（ａ）～図４（ｅ）を参照して、金属部材１００Ａの製造方法を説明する。
　まず、図４（ａ）に示すように、型基材として、金属基材１２と、金属基材１２の表面に形成された無機材料層１６と、無機材料層１６の上に堆積された金属膜１８とを有する型基材１０を用意する。
　金属基材１２は、例えば、アルミニウム基材である。金属膜１８は、例えば、アルミニウム膜である。以下、アルミニウム基材１２およびアルミニウム膜１８の例を説明する。ただし、本発明の実施形態による金属部材は、これに限られない。金属基材１２および金属膜１８は、それぞれ、例えば、バルブ金属から形成される。バルブ金属は、陽極酸化される金属の総称であって、アルミニウムの他、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、Ｍｏ（モリブデン）、チタン（Ｔｉ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、タングステン（Ｗ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）を含む。バルブ金属の陽極酸化は、公知の方法で行われる。電解液の種類や電圧等の条件は、個々の金属に応じて適宜選択・設定され得る。また、陽極酸化膜のエッチング液も個々の金属に応じて選択され得る。例えば、Ｔｉの陽極酸化は、例えば、エチレングリコールとフッ化アンモニウムとの混合水溶液、硫酸および／または燐酸を含む水溶液等の電解液中で行うことができる。Ｔｉのエッチング液としては、例えば、濃燐酸、熱濃硫酸、熱濃塩酸からなる群から選択される酸を含む水溶液、または、フッ酸混合水溶液（例えば、フッ酸／硝酸混合水溶液、フッ酸／過酸化水素水混合水溶液、フッ化アンモニウム／フッ酸混合水溶液等を含む）を用いることができる。
　金属基材１２および金属膜１８は、それぞれ、例えば、ステンレス鋼から形成されてもよい。ステンレス鋼はバルブ金属には属さないが、陽極酸化によって、サブミクロンオーダーの自己組織化構造を形成することが知られている。３０４タイプのステンレス鋼を用いて、サブミクロンオーダーの凹部を有する陽極酸化膜が形成されることは、例えば、K. Kure et al., "Formation of self-organized nanoporous anodic film on Type 304 stainless steel", Electrochemistry Communications 21(2012)1-4.に記載されている。参考のために、この文献の開示内容の全てを本明細書に援用する。なお、ステンレス鋼のエッチング液としては、例えば、王水（濃塩酸および濃硝酸を体積比３：１で混合したもの）等を用いることができる。
　金属基材１２および金属膜１８は、それぞれ、抗菌効果が高いとされる金属（例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、または銅（Ｃｕ））を含んでもよい。金属基材１２および金属膜１８は、同じ金属から形成されてもよい。例えば、金属膜１８がチタンから形成される場合、ポーラス陽極酸化層１４は酸化チタンから形成される。酸化チタンは光触媒活性物質であるので、金属部材は、光が照射されることにより、光触媒による殺菌作用も有し得る。
　アルミニウム基材１２としては、アルミニウムの純度が９９．５０ｍａｓｓ％以上９９．９９ｍａｓｓ％未満である比較的剛性の高いアルミニウム基材を用いる。アルミニウム基材１２に含まれる不純物としては、鉄（Ｆｅ）、ケイ素（Ｓｉ）、銅（Ｃｕ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、鉛（Ｐｂ）、スズ（Ｓｎ）およびマグネシウム（Ｍｇ）からなる群から選択された少なくとも１つの元素を含むことが好ましく、特にＭｇが好ましい。エッチング工程におけるピット（窪み）が形成されるメカニズムは、局所的な電池反応であるので、理想的にはアルミニウムよりも貴な元素を全く含まず、卑な金属であるＭｇ（標準電極電位が－２．３６Ｖ）を不純物元素として含むアルミニウム基材１２を用いることが好ましい。アルミニウムよりも貴な元素の含有率が１０ｐｐｍ以下であれば、電気化学的な観点からは、当該元素を実質的に含んでいないと言える。Ｍｇの含有率は、全体の０．１ｍａｓｓ％以上であることが好ましく、約３．０ｍａｓｓ％以下の範囲であることがさらに好ましい。Ｍｇの含有率が０．１ｍａｓｓ％未満では十分な剛性が得られない。一方、含有率が大きくなると、Ｍｇの偏析が起こり易くなる。モスアイ用型を形成する表面付近に偏析が生じても電気化学的には問題とならないが、Ｍｇはアルミニウムとは異なる形態の陽極酸化膜を形成するので、不良の原因となる。不純物元素の含有率は、アルミニウム基材１２の形状、厚さおよび大きさに応じて、必要とされる剛性に応じて適宜設定すればよい。例えば圧延加工によって板状のアルミニウム基材１２を作製する場合には、Ｍｇの含有率は約３．０ｍａｓｓ％が適当であるし、押出加工によって円筒などの立体構造を有するアルミニウム基材１２を作製する場合には、Ｍｇの含有率は２．０ｍａｓｓ％以下であることが好ましい。Ｍｇの含有率が２．０ｍａｓｓ％を超えると、一般に押出加工性が低下する。
　アルミニウム基材１２として、例えば、ＪＩＳ　Ａ１０５０、Ａｌ－Ｍｇ系合金（例えばＪＩＳ　Ａ５０５２）、またはＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金（例えばＪＩＳ　Ａ６０６３）で形成された円筒状のアルミニウム管を用いる。
　アルミニウム基材１２の表面は、バイト切削が施されていることが好ましい。アルミニウム基材１２の表面に、例えば砥粒が残っていると、砥粒が存在する部分において、アルミニウム膜１８とアルミニウム基材１２との間で導通しやすくなる。砥粒以外にも、凹凸が存在するところでは、アルミニウム膜１８とアルミニウム基材１２との間で局所的に導通しやすくなる。アルミニウム膜１８とアルミニウム基材１２との間で局所的に導通すると、アルミニウム基材１２内の不純物とアルミニウム膜１８との間で局所的に電池反応が起こる可能性がある。
　無機材料層１６の材料としては、例えば酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）または二酸化シリコン（ＳｉＯ2）を用いることができる。無機材料層１６は、例えばスパッタ法により形成することができる。無機材料層１６として、酸化タンタル層を用いる場合、酸化タンタル層の厚さは、例えば、２００ｎｍである。
　無機材料層１６の厚さは、１００ｎｍ以上５００ｎｍ未満であることが好ましい。無機材料層１６の厚さが１００ｎｍ未満であると、アルミニウム膜１８に欠陥（主にボイド、すなわち結晶粒間の間隙）が生じることがある。また、無機材料層１６の厚さが５００ｎｍ以上であると、アルミニウム基材１２の表面状態によって、アルミニウム基材１２とアルミニウム膜１８との間が絶縁されやすくなる。アルミニウム基材１２側からアルミニウム膜１８に電流を供給することによってアルミニウム膜１８の陽極酸化を行うためには、アルミニウム基材１２とアルミニウム膜１８との間に電流が流れる必要がある。円筒状のアルミニウム基材１２の内面から電流を供給する構成を採用すると、アルミニウム膜１８に電極を設ける必要がないので、アルミニウム膜１８を全面にわたって陽極酸化できるとともに、陽極酸化の進行に伴って電流が供給され難くなるという問題も起こらず、アルミニウム膜１８を全面にわたって均一に陽極酸化することができる。
　また、厚い無機材料層１６を形成するためには、一般的には成膜時間を長くする必要がある。成膜時間が長くなると、アルミニウム基材１２の表面温度が不必要に上昇し、その結果、アルミニウム膜１８の膜質が悪化し、欠陥（主にボイド）が生じることがある。無機材料層１６の厚さが５００ｎｍ未満であれば、このような不具合の発生を抑制することもできる。
　アルミニウム膜１８は、例えば、特許文献３に記載されているように、純度が９９．９９ｍａｓｓ％以上のアルミニウムで形成された膜（以下、「高純度アルミニウム膜」ということがある。）である。アルミニウム膜１８は、例えば、真空蒸着法またはスパッタ法を用いて形成される。アルミニウム膜１８の厚さは、約５００ｎｍ以上約１５００ｎｍ以下の範囲にあることが好ましく、例えば、約１μｍである。
　また、アルミニウム膜１８として、高純度アルミニウム膜に代えて、特許文献４に記載されている、アルミニウム合金膜を用いてもよい。特許文献４に記載のアルミニウム合金膜は、アルミニウムと、アルミニウム以外の金属元素と、窒素とを含む。本明細書において、「アルミニウム膜」は、高純度アルミニウム膜だけでなく、特許文献４に記載のアルミニウム合金膜を含むものとする。
　上記アルミニウム合金膜を用いると、反射率が８０％以上の鏡面を得ることができる。アルミニウム合金膜を構成する結晶粒の、アルミニウム合金膜の法線方向から見たときの平均粒径は、例えば、１００ｎｍ以下であり、アルミニウム合金膜の最大表面粗さＲｍａｘは６０ｎｍ以下である。アルミニウム合金膜に含まれる窒素の含有率は、例えば、０．５ｍａｓｓ％以上５．７ｍａｓｓ％以下である。アルミニウム合金膜に含まれるアルミニウム以外の金属元素の標準電極電位とアルミニウムの標準電極電位との差の絶対値は０．６４Ｖ以下であり、アルミニウム合金膜中の金属元素の含有率は、１．０ｍａｓｓ％以上１．９ｍａｓｓ％以下であることが好ましい。金属元素は、例えば、ＴｉまたはＮｄである。但し、金属元素はこれに限られず、金属元素の標準電極電位とアルミニウムの標準電極電位との差の絶対値が０．６４Ｖ以下である他の金属元素（例えば、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｚｒ、ＶおよびＰｂ）であってもよい。さらに、金属元素は、Ｍｏ、ＮｂまたはＨｆであってもよい。アルミニウム合金膜は、これらの金属元素を２種類以上含んでもよい。アルミニウム合金膜は、例えば、ＤＣマグネトロンスパッタ法で形成される。アルミニウム合金膜の厚さも約５００ｎｍ以上約１５００ｎｍ以下の範囲にあることが好ましく、例えば、約１μｍである。
　次に、図４（ｂ）に示すように、アルミニウム膜１８の表面１８ｓを陽極酸化することによって、複数の凹部（細孔）１４Ａｐを有するポーラス陽極酸化層（ポーラスアルミナ層）１４を形成する。ポーラスアルミナ層１４は、凹部１４Ａｐを有するポーラス層と、バリア層（凹部（細孔）１４Ａｐの底部）とを有している。隣接する凹部１４Ａｐの間隔（中心間距離）は、バリア層の厚さのほぼ２倍に相当し、陽極酸化時の電圧にほぼ比例することが知られている。この関係は、図４（ｅ）に示す最終的なポーラスアルミナ層１４についても成立する。
　ポーラスアルミナ層１４は、例えば、酸性の電解液中で表面１８ｓを陽極酸化することによって形成される。ポーラスアルミナ層１４を形成する工程で用いられる電解液は、例えば、蓚酸、酒石酸、燐酸、硫酸、クロム酸、クエン酸、リンゴ酸からなる群から選択される酸を含む水溶液である。例えば、アルミニウム膜１８の表面１８ｓを、蓚酸水溶液（濃度０．３ｍａｓｓ％、液温１０℃）を用いて、印加電圧８０Ｖで５５秒間陽極酸化を行うことにより、ポーラスアルミナ層１４を形成する。
　次に、図４（ｃ）に示すように、ポーラスアルミナ層１４をアルミナのエッチャントに接触させることによって所定の量だけエッチングすることにより凹部１４Ａｐの開口部を拡大する。凹部１４Ａｐの開口部が拡大されることによって、凹部１４Ａｐの２次元的な大きさＤｐが大きくなる。凹部１４Ａｐの２次元的な大きさＤｐが、凹部１４Ａｐの隣接間距離Ｄｉｎｔと等しくなると、隣接する凹部１４Ａｐの間に突起部１５が形成され得る。エッチング液の種類・濃度、およびエッチング時間を調整することによって、エッチング量（すなわち、凹部１４Ａｐの大きさ、深さ、および、突起部１５の先端の大きさ）を制御することができる。エッチング液としては、例えば１０ｍａｓｓ％の燐酸や、蟻酸、酢酸、クエン酸などの有機酸や硫酸の水溶液やクロム酸燐酸混合水溶液を用いることができる。例えば、燐酸水溶液（１０ｍａｓｓ％、３０℃）を用いて２０分間エッチングを行う。
　この後、図４（ｄ）に示すように、再び、アルミニウム膜１８を部分的に陽極酸化することにより、凹部１４Ａｐを深さ方向に成長させるとともにポーラスアルミナ層１４を厚くしてもよい。ここで凹部１４Ａｐの成長は、既に形成されている凹部１４Ａｐの底部から始まるので、凹部１４Ａｐの側面は階段状になる。
　さらにこの後、必要に応じて、ポーラスアルミナ層１４をアルミナのエッチャントに接触させることによってさらにエッチングすることにより凹部１４Ａｐの孔径をさらに拡大することもできる。エッチング液としては、ここでも上述したエッチング液を用いることが好ましく、現実的には、同じエッチング浴を用いればよい。
　このように、上述した陽極酸化工程およびエッチング工程を、例えば交互に複数回繰り返して、図４（ｅ）に示すように、表面に突起部１５を有する金属部材１００Ａが得られ得る。金属部材１００Ａにおいて、凹部１４Ａｐの２次元的な大きさＤｐは凹部１４Ａｐの隣接間距離Ｄｉｎｔと等しい。
　図４（ｅ）に示すポーラスアルミナ層１４（厚さｔp）は、ポーラス層（厚さは凹部１４Ａｐの深さＤｄに相当）とバリア層（厚さｔb）とを有する。ポーラスアルミナ層１４の厚さｔpは、例えば、約１μｍ以下である。ポーラスアルミナ層１４が有する凹部１４Ａｐは、例えば円錐形であり、階段状の側面を有してもよい。上述したように、凹部１４Ａｐの隣接間距離Ｄｉｎｔは、バリア層の厚さｔbのほぼ２倍に相当する。
　なお、図４（ｅ）に示すポーラスアルミナ層１４の下には、アルミニウム膜１８のうち、陽極酸化されなかった金属残存層（アルミニウム残存層）１８ｒが存在している。必要に応じて、アルミニウム残存層１８ｒが存在しないように、アルミニウム膜１８を実質的に完全に陽極酸化してもよい。例えば、無機材料層１６が薄い場合には、アルミニウム基材１２側から容易に電流を供給することができる。
　ここで例示した金属部材の製造方法は、特許文献２～４に記載の反射防止膜を作製するための型を製造することができる。高精細な表示パネルに用いられる反射防止膜は、先端が尖った凸部を有することが好ましい。従って、反射防止膜を作製するための型の製造方法においては、上述した陽極酸化工程およびエッチング工程を交互に複数回（例えば５回：陽極酸化を５回とエッチングを４回）繰り返し、陽極酸化工程で終わることによって、凹部１４Ａｐの底部を点にすることが好ましい。
　これに対して、金属部材の殺菌作用に、凹部１４Ａｐの底部が点であることは求められないので、上記の型の製造方法を簡略化することができる。例えば、金属部材の製造工程は、陽極酸化工程で終わってもよいし、エッチング工程で終わってもよい。陽極酸化工程およびエッチング工程をそれぞれ１回ずつ行うことにより、金属部材１００Ａを製造してもよい。凹部１４Ａｐの底部は、図４（ｅ）に例示するように、点であってもよい。凹部１４Ａｐの底部は、これに限られず、丸みを帯びていてもよい。凹部１４Ａｐの底部は、平らであってもよく、すなわち、凹部１４Ａｐの形状は、略円錐台であってもよい。
　ただし、突起部１５を形成するためには、エッチング工程を少なくとも１回行うことが好ましい。凹部１４Ａｐの２次元的な大きさＤｐは、エッチング工程により拡大されるためである。例えば、凹部１４Ａｐの２次元的な大きさＤｐが、凹部１４Ａｐの隣接間距離Ｄｉｎｔと等しくなるまで、適宜エッチング工程を行ってもよい。
　陽極酸化工程およびエッチング工程を交互に行うことにより、凹部１４Ａｐの側面は、例えば、表面の法線方向に対して傾斜する。凹部１４Ａｐの側面の少なくとも一部は、例えば、階段状であってもよい。
　金属部材が優れた殺菌作用を有するためには、突起部１５の先端は、点であることがより好ましいと考えられる。凹部１４Ａｐを形成した後、隣接する凹部１４Ａｐの間の突起部１５の先端が点になるまで、陽極酸化工程および／またはエッチング工程を適宜繰り返してもよい。例えば、略円錐体状の凹部１４Ａｐの開口部が拡大されると、凹部１４Ａｐの底面の中心１４ｏから最も離れた部分が最終的に残って、尖状突起１４ｃを形成し得る。
　上記の製造工程によって金属部材１００Ａを得た後、必要に応じて、金属部材１００Ａの表面を安定させる処理（例えば熱処理）を行ってもよい。安定化処理は、凹部１４Ａｐを封孔することなく行われ得る。例えば、金属部材１００Ａをオーブンに入れて熱処理を行うことで、金属部材１００Ａの表面を安定させることができる。
　安定化処理を施さない金属部材は、例えば水と一定時間接触した後に変色することがあった。金属部材が変色して透明になることもあった。このような変色（透明化を含む）は、目視で確認することができた。金属部材の表面の、反転されたモスアイ構造の形状が変化したことによって、金属部材の表面が変色したと考えられる。安定化処理を行うと、金属部材の変色および表面の反転されたモスアイ構造の形状の変化を防ぐことができる。例えば、後に実験例を示すように、１００℃以上２５０℃以下のオーブンで３時間熱処理を行った金属部材は、水と４９時間接触した後も変色しなかった。安定化処理の具体的な条件については、実験例を参照して後述する。
　図１（ｂ）に示した金属部材１００Ｂも、例えば、上述した陽極酸化工程とエッチング工程とを組み合わせることによって製造することができる。図５（ａ）～（ｃ）を参照して、金属部材１００Ｂの製造方法を説明する。
　まず、図４（ａ）および（ｂ）を参照して説明したのと同様に、型基材１０を用意し、アルミニウム膜１８の表面１８ｓを陽極酸化することによって、複数の凹部（細孔）１４Ｂｐを有するポーラスアルミナ層１４を形成する。
　次に、図５（ａ）に示すように、ポーラスアルミナ層１４をアルミナのエッチャントに接触させることによって所定の量だけエッチングすることにより凹部１４Ｂｐの開口部を拡大する。このとき、図４（ｃ）を参照して説明したエッチング工程よりも、エッチング量を少なくする。すなわち、凹部１４Ｂｐの開口部の大きさを小さくする。例えば、燐酸水溶液（１０ｍａｓｓ％、３０℃）を用いて１０分間エッチングを行う。
　この後、図５（ｂ）に示すように、再び、アルミニウム膜１８を部分的に陽極酸化することにより、凹部１４Ｂｐを深さ方向に成長させるとともにポーラスアルミナ層１４を厚くしてもよい。このとき、例えば、図４（ｄ）を参照して説明した陽極酸化工程よりも、凹部１４Ｂｐを深く成長させる。例えば、蓚酸水溶液（濃度０．３ｍａｓｓ％、液温１０℃）を用いて、印加電圧８０Ｖで１６５秒間陽極酸化を行う（図４（ｄ）では５５秒間）。
　その後、図４（ｅ）を参照して説明したのと同様に、エッチング工程および陽極酸化工程を交互に複数回くり返してもよい。例えば、エッチング工程を３回、陽極酸化工程を３回、交互に繰り返すことによって、図５（ｃ）に示すように、金属部材１００Ｂが得られる。このとき、凹部１４Ｂｐの２次元的な大きさＤｐは隣接間距離Ｄｉｎｔより小さい（Ｄｐ＜Ｄｉｎｔ）。陽極酸化工程およびエッチング工程によって形成される凹部１４Ｂｐは、２次元的な大きさＤｐが隣接間距離Ｄｉｎｔより小さい点を除いて、凹部１４Ａｐと同じであってもよい。凹部１４Ｂｐの製造工程は、例えば、図５（ａ）のエッチング工程におけるエッチング量を除いて、凹部１４Ａｐの製造工程と同じであってもよい。
　ここで例示した金属部材１００Ａおよび１００Ｂの製造方法は、特許文献２～４に記載の反射防止膜を作製するための型を製造することができる。高精細な表示パネルに用いられる反射防止膜には、高い均一性が要求されるので、上記のようにアルミニウム基材の材料の選択、アルミニウム基材の鏡面加工、アルミニウム膜の純度や成分の制御を行うことが好ましいが、殺菌作用に高い均一性は求められないので、上記の型の製造方法を簡略化することができる。例えば、アルミニウム基材の表面を直接、陽極酸化してもよい。また、このときアルミニウム基材に含まれる不純物の影響でピットが形成されても、最終的に得られる金属部材の凹凸構造に局所的な構造の乱れが生じるだけで、殺菌作用に与える影響はほとんどないと考えられる。
　図６を参照して、本発明のさらに他の実施形態による金属部材１００Ａ’および本発明のさらに他の実施形態による金属部材１００Ｂ’の構造および製造方法について説明する。図６（ａ）は、本発明のさらに他の実施形態による金属部材１００Ａ’の模式的な断面図を示す。図６（ｂ）は、本発明のさらに他の実施形態による金属部材１００Ｂ’の模式的な断面図を示す。図６（ｃ）は、金属部材１００Ａ’および金属部材１００Ｂ’の製造方法を説明するための模式的な図である。
　金属部材１００Ａ’は、図６（ｃ）に例示する金属基材１８Ｘの表面１８ｓを直接陽極酸化することによって製造される点において、金属部材１００Ａと異なる。金属部材１００Ａ’は、図４（ａ）に例示した型基材１０を用意することなく製造される。金属部材１００Ａ’は、金属部材１００Ａが有する金属基材１２、無機材料層１６、および金属残存層１８ｒに代えて、金属基材１８Ｘｒを有する点において、金属部材１００Ａと異なる。金属部材１００Ａ’は、上記点を除いて金属部材１００Ａと同じであってよい。
　金属部材１００Ａ’の製造方法は、金属基材１８Ｘを用意する点を除いて、金属部材１００Ａの製造方法と同じであってよい。例えば、金属基材１８Ｘを用意した後、図４（ｂ）～図４（ｅ）を参照して上述したポーラス陽極酸化層１４を生成する条件を用いることで、凹部１４Ａｐを形成することができる。凹部１４Ａｐを有するポーラス陽極酸化層１４が、残存した金属基材１８Ｘｒの上に形成されることで、図６（ａ）に示す金属部材１００Ａ’を得ることができる。
　金属基材１８Ｘは、陽極酸化可能な金属から形成される。金属基材１８Ｘは、例えばバルブ金属またはステンレス鋼である。金属基材１８Ｘは、抗菌効果が高いとされる金属（例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、または銅（Ｃｕ））を含んでもよい。
　規則的に配列された凹部を有する金属部材（例えばアルミニウムから形成される）１００Ａ’は、例えば、以下のようにして製造されてもよい。特許文献２～４に記載の反射防止膜を作製するための型は、凹部の配列の規則性が低いことが好ましいが、ポーラス陽極酸化層の凹凸構造の殺菌性を利用する場合には、凹部の配列の規則性は影響しないと考えられる。
　アルミニウム基材１８Ｘを用意した後、以下の工程を行う。例えば厚さが約１０μｍのポーラスアルミナ層を形成した後、生成されたポーラスアルミナ層をエッチングにより除去してから、上述のポーラスアルミナ層を生成する条件で陽極酸化を行えばよい。厚さが１０μｍのポーラスアルミナ層は、陽極酸化時間を長くすることによって形成される。このように比較的厚いポーラスアルミナ層を生成し、このポーラスアルミナ層を除去すると、アルミニウム膜またはアルミニウム基材の表面に存在するグレインによる凹凸や加工ひずみの影響を受けることなく、規則的に配列された凹部を有するポーラスアルミナ層を形成することができる。なお、ポーラスアルミナ層の除去には、クロム酸と燐酸との混合液を用いることが好ましい。長時間にわたるエッチングを行うとガルバニック腐食が発生することがあるが、クロム酸と燐酸との混合液はガルバニック腐食を抑制する効果がある。
　図６（ｂ）に示す金属部材１００Ｂ’は、ポーラス陽極酸化層１４の表面の凹凸構造が、複数の凹部１４Ｂｐを含む点において、金属部材１００Ａ’と異なる。金属部材１００Ｂ’は、複数の凹部１４Ｂｐを除いて、金属部材１００Ａ’と同じであってよい。金属部材１００Ｂ’の製造工程は、複数の凹部１４Ｂｐを形成する工程を除いて、金属部材１００Ａ’と同じであってよい。
　金属部材１００Ｂおよび金属部材１００Ｂ’の製造方法は、上述したものに限られない。金属部材１００Ｂおよび金属部材１００Ｂ’は、エッチング工程を行わずに、陽極酸化工程のみによって製造することもできる（例えば後述するサンプルＮｏ．５参照）。この場合、凹部１４Ｂｐの形状は、例えば、略円筒状であってもよい。凹部１４Ｂｐの側面は、表面の法線方向とほぼ平行であってもよい。
　以下に、実験例を示して、本発明の実施形態による金属部材が殺菌性を有することを説明する。
　各サンプルを作製するために、ガラス板上に、酸化タンタル層およびアルミニウム合金層（Ａｌ－Ｔｉ層）を順に成膜した。上述した陽極酸化工程およびエッチング工程を交互に行い（陽極酸化工程を５回、エッチング工程を４回）、ガラス板上に反転されたモスアイ構造を表面に有するポーラスアルミナ層を作製することにより、サンプルＮｏ．１を得た。
　サンプルＮｏ．２は、サンプルＮｏ．１と同じものの表面に離型剤を付与することにより得た。離型剤は、ダイキン工業株式会社製のオプツールＤＳＸを用いた。離型剤を、上から流しかけるように付与した後、ガラス板上に離型剤が均一に行き渡るように、スピナーによりサンプルを回転させた。
　サンプルＮｏ．３およびサンプルＮｏ．４は、それぞれ、サンプルＮｏ．１と同じものの表面に、シランカップリング剤Ｓ１およびシランカップリング剤Ｓ２を付与することにより得た。シランカップリング剤Ｓ１は、信越化学工業株式会社製のＫＢＭ－１４０３であり、アミノ基を含まない。シランカップリング剤Ｓ２は、信越化学工業株式会社製のＫＢＭ－６０３であり、アミノ基を含む。シランカップリング剤Ｓ１およびシランカップリング剤Ｓ２は、それぞれ、以下の化学式（構造式）（１）および（２）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
　　　(CH3O)3SiC3H6NHC2H4NH2 （２）
　シランカップリング剤Ｓ１およびＳ２は、原液を用いた。サンプルＮｏ．３およびサンプルＮｏ．４についても、シランカップリング剤を表面に付与した後、スピナーによりサンプルを回転させた。
　サンプルＮｏ．２～４について、ポーラスアルミナ層の表面の反転されたモスアイ構造が、離型剤またはシランカップリング剤により埋まっていないことを走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察して確認した。図７（ａ）にサンプルＮｏ．３の表面をＳＥＭで観察したＳＥＭ像を示し、図７（ｂ）にサンプルＮｏ．３の断面をＳＥＭで観察したＳＥＭ像を示す。図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、凹部が埋まっていないことが確認できる。他のサンプルについても同様に確認した。
　各サンプルに対する、２２℃における水およびヘキサデカンの接触角を測定した。測定には接触角計（協和界面科学社製、ＰＣＡ－１）を用いた。５回測定した接触角の平均値を下記の表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　殺菌性の評価は、以下の手順で行った。
　１．菌数が１Ｅ＋０５ＣＦＵ／ｍＬのオーダーである菌希釈液Ａ’を用意した。菌希釈液Ａ’中の菌数をカウントすると、４．２Ｅ＋０５ＣＦＵ／ｍＬだった。
　２．栄養源として１／５００ＮＢ培地（ＮＢ培地（栄研化学株式会社製、普通ブイヨン培地Ｅ－ＭＣ３５）を滅菌水で５００倍に希釈）を１．の菌希釈液Ａ’に入れた（ＪＩＳ２８０１の５．４ａ）に準拠）。この菌希釈液を菌希釈液Ａとする。
　３．菌希釈液ＡをサンプルＮｏ．１～４のそれぞれの表面に４００μＬずつ滴下し、ふたをした。
　４．サンプルＮｏ．１～４をそれぞれ透明容器に入れた。容器の中には、乾燥を防ぐために、４００μＬの滅菌水を滴下した脱脂綿も入れた。
　５．３通りの時間（０．１時間、４時間、および２４時間）経過後における結果を調べるために、上記３．および４．によるサンプルＮｏ．１～４のセットを３セット作製した。
　６．４時間および２４時間経過後の結果を調べるサンプルのセットは、それぞれ、大きな容器に入れた。大きな容器内には、乾燥をさらに防ぐために、１５０ｍＬの滅菌水を入れたビーカーと、４０ｍＬの滅菌水を含ませたキムタオルとをさらに入れた。大きな容器のふたをし、３５℃でそれぞれの所定の時間培養した。
　７．所定の時間（０．１時間、４時間、および２４時間）経過後、菌の洗い出しを行った。濾過袋に９．６ｍＬの滅菌水を入れた。ふたおよびサンプルごと濾過袋に入れて、よく揉み洗いをした。この菌液を菌希釈液Ｂとする。
　８．菌希釈液Ｂを滅菌水で希釈した。菌希釈液Ｂを１０倍に希釈したものを菌希釈液Ｃ、菌希釈液Ｂを１００倍に希釈したものを菌希釈液Ｄとする。
　９．菌希釈液をペトリフィルムにまき、３５℃で２日間培養し、菌希釈液Ｂ中の菌数を数えた。ペトリフィルムにまいた菌希釈液は、それぞれ、０．１時間経過後においては菌希釈液Ｃ１ｍＬおよび菌希釈液Ｄ１ｍＬ、４時間経過後においては菌希釈液Ｃ１ｍＬおよび菌希釈液Ｄ１ｍＬ、２４時間経過後においては菌希釈液Ｂ１ｍＬ、菌希釈液Ｃ１ｍＬおよび菌希釈液Ｄ１ｍＬである。
　結果を下記の表２および図８に示す。図８は、経過時間（ｈ）に対する、菌希釈液Ｂ中の菌数（ＣＦＵ／ｍＬ）を示すグラフである。なお、図８において、見やすさのために、菌数が０の場合は０．０１としてプロットしている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　菌希釈液Ｂは、菌希釈液Ａ（菌数が１Ｅ＋０５ＣＦＵ／ｍＬのオーダー）を２５倍に希釈して得たので、サンプルによる殺菌効果がなければ、菌数は１Ｅ＋０４ＣＦＵ／ｍＬのオーダーであるはずである。すなわち、菌希釈液Ａ’中の菌数は４．２Ｅ＋０５ＣＦＵ／ｍＬだったので、サンプルによる殺菌効果がなければ、菌希釈液Ｂ中の菌数はおよそ１．７Ｅ＋０４ＣＦＵ／ｍＬであると考えられる。
　表２および図８から分かるように、全てのサンプルＮｏ．１～４において、菌数が減少し、殺菌作用が認められた。特に、サンプルＮｏ．１、サンプルＮｏ．３およびサンプルＮｏ．４は、０．１時間経過後においても菌数が減少しているので、殺菌作用に即効性があることが認められた。また、サンプルＮｏ．４は、０．１時間経過後に菌数が２桁減少し、４時間経過後に菌数はゼロとなった。サンプルＮｏ．４は、殺菌効果が特に高いことが認められた。
　サンプルＮｏ．１およびサンプルＮｏ．３は、それぞれの経過時間における菌数のオーダーが同じである。上記表１に示したように、サンプルＮｏ．１およびサンプルＮｏ．３は、水およびヘキサデカンに対する接触角の値が、それぞれ近い値である。殺菌効果の結果が近いのは、サンプルＮｏ．１およびサンプルＮｏ．３が、同じような撥水性および親油性を有することに起因しているかもしれない。
　サンプルＮｏ．３よりサンプルＮｏ．４の方が優れた殺菌作用を有しているのは、シランカップリング剤Ｓ２に含まれるアミノ基に起因していることも考えられる。
　上記表１に示した接触角の結果および上記表２の結果から、金属部材が優れた殺菌性を有するためには、例えば、ヘキサデカンに対する接触角が１１０．４°以下であることが好ましいことが分かる。ヘキサデカンに対する接触角は、２９．３°以下であることがさらに好ましい。
　次に、サンプルＮｏ．５～７について、殺菌性を評価した。
　サンプルＮｏ．５は、サンプルＮｏ．１と同じ材料を用いて形成した。ただし、エッチング工程を行わず、陽極酸化工程を１回のみ行うことにより、表面の凹凸構造を形成した。
　サンプルＮｏ．６は、サンプルＮｏ．１と同じ材料および同じ方法で作製した。下記表３に示すように、水およびヘキサデカンに対する接触角は、サンプルＮｏ．１とほぼ同じ値を示した。
　サンプルＮｏ．７は、表面に凹凸構造のないＰＥＴフィルムである。サンプルＮｏ．５～７の表面には、表面処理剤は付与していない。
　サンプルＮｏ．５およびサンプルＮｏ．６の表面をＳＥＭで観察したＳＥＭ像を、図９（ａ）および図９（ｂ）に示す。図９（ａ）および図９（ｂ）は、それぞれ、サンプルＮｏ．５およびサンプルＮｏ．６の表面を、表面の法線方向から４５°傾斜した角度からＳＥＭで観察したＳＥＭ像である。図９（ｂ）から明らかなように、サンプルＮｏ．６の表面には、隣接する凹部（ＳＥＭ像中の黒い部分）の間に突起部が形成されている。これに対し、図９（ａ）から、サンプルＮｏ．５の表面には突起部が形成されていないことがわかる。表面の凹部（ＳＥＭ像中の黒い部分）の間は、ほぼ平らな面または緩やかなカーブを有している。
　各サンプルの表面の水およびヘキサデカンに対する接触角は、上述と同じ方法で測定した。結果を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　サンプルＮｏ．５～Ｎｏ．７の殺菌性の評価は、上記表２について説明した手順と基本的に同じである。ただし、調べた経過時間は、０．０５時間、３時間、６時間、および２４時間の４通りとした。また、菌希釈液Ａ’中の菌数は、１．１Ｅ＋０５ＣＦＵ／ｍＬだった。従って、サンプルによる殺菌効果がなければ、菌希釈液Ａを２５倍にして得た菌希釈液Ｂ中の菌数はおよそ４．４Ｅ＋０３ＣＦＵ／ｍＬであると考えられる。
　結果を下記の表４および図９（ｃ）に示す。図９（ｃ）は、サンプルＮｏ．５～７について、経過時間（ｈ）に対する、菌希釈液Ｂ中の菌数（ＣＦＵ／ｍＬ）を示すグラフである。なお、図９（ｃ）において、見やすさのために、菌数が０の場合は１としてプロットしている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　表４および図９（ｃ）から明らかなように、サンプルＮｏ．５およびサンプルＮｏ．６において、ともに殺菌作用が確認できた。特に、サンプルＮｏ．６は、サンプルＮｏ．５に比べて優れた殺菌性を有する。サンプルＮｏ．５およびサンプルＮｏ．６は、ともに表面に何も付与していないので、表面の物理的構造においてのみ異なる。表面の物理的構造のみを比較した場合、サンプルＮｏ．６のように突起部を有する場合は、サンプルＮｏ．５のように突起部を有さない場合よりも優れた殺菌作用を有することが確かめられた。サンプルＮｏ．７（ＰＥＴ）は、殺菌作用を有さず、経過時間とともに菌数が増加した。
　次に、サンプルＮｏ．８およびサンプルＮｏ．９について、殺菌性を評価した。
　サンプルＮｏ．８は、サンプルＮｏ．４と同じ材料および同じ方法で作製した。下記表５に示すように、水およびヘキサデカンに対する接触角は、サンプルＮｏ．４とほぼ同じ値を示した。
　サンプルＮｏ．９は、素ガラスの表面にシランカップリング剤Ｓ２（サンプルＮｏ．４に用いたものと同じ）を塗布することにより得た。
　サンプルＮｏ．８およびＮｏ．９の表面の水およびヘキサデカンに対する接触角は、上述と同じ方法で測定した。結果を表５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　サンプルＮｏ．８およびＮｏ．９の殺菌性の評価は、上記表２について説明した手順と基本的に同じである。ただし、調べた経過時間は、０．０８時間、０．５時間、１時間、３時間および２４時間の５通りとした。また、菌希釈液Ａ’中の菌数は、２．６Ｅ＋０５ＣＦＵ／ｍＬだった。従って、サンプルによる殺菌効果がなければ、菌希釈液Ａを２５倍にして得た菌希釈液Ｂ中の菌数はおよそ１．０Ｅ＋０４ＣＦＵ／ｍＬであると考えられる。
　結果を下記の表６および図９（ｄ）に示す。図９（ｄ）は、サンプルＮｏ．８およびＮｏ．９について、経過時間（ｈ）に対する、菌希釈液Ｂ中の菌数（ＣＦＵ／ｍＬ）を示すグラフである。なお、図９（ｄ）において、見やすさのために、菌数が０の場合は０．１としてプロットしている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　表６および図９（ｄ）から明らかなように、サンプルＮｏ．８およびサンプルＮｏ．９において、ともに殺菌作用が確認できた。特に、サンプルＮｏ．８は、サンプルＮｏ．９に比べて優れた殺菌性を有する。サンプルＮｏ．８は、表面の物理的構造と、表面に付与されたシランカップリング剤Ｓ２とによって、特に優れた殺菌性を有することが分かった。
　続いて、本発明の実施形態による金属部材に施した安定化処理の効果を調べた。
　サンプルＮｏ．１と同じ材料および同じ方法で作製したサンプルを３個用意し、それぞれ異なる条件で安定化処理（ここでは熱処理）を施すことでサンプルＮｏ．１０～Ｎｏ．１２を得た。具体的には、加熱前のオーブンにサンプルＮｏ．１０～Ｎｏ．１２を入れた後、所定の温度に達するまでオーブンを加熱した。所定の温度とは、サンプルＮｏ．１０については２５０℃、サンプルＮｏ．１１については１２０℃、サンプルＮｏ．１２については１００℃である。サンプルは、オーブン内に投入されたとき、自然乾燥された状態である（すなわち、サンプルの表面は乾いている）。それぞれの所定の温度に達してから３時間その温度を保った後、オーブンの電源を切った。オーブンが常温になった後、サンプルをオーブンから取り出した。
　安定化処理を施した後、サンプルＮｏ．１０～Ｎｏ．１２のいずれにも変色は見られなかった。従って、安定化処理によって、サンプルが表面に有する反転されたモスアイ構造の形状に変化は生じなかったと考えられる。
　サンプルＮｏ．１３は、サンプルＮｏ．１と同じ材料および同じ方法で作製したサンプルであり、安定化処理は施されていない。サンプルＮｏ．１０～Ｎｏ．１３のポーラスアルミナ層１４の厚さｔp（図４（ｅ）参照）は、１００ｎｍ～３００ｎｍである。
　サンプルＮｏ．１０～Ｎｏ．１３のそれぞれの表面に、純水を４００μＬ滴下し、ふたをした。サンプルＮｏ．１０～Ｎｏ．１３をそれぞれ透明容器に入れ、３７℃の恒温槽に入れた。それぞれのサンプルについて、所定の時間（３時間、６時間、２１時間、４９時間、１２０時間および１４４時間）経過後に変色が生じているかどうかを目視で観察して調べた。
　結果を下記表７に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　表７中、「○」は、変色がなかったことを示し、「×」は、変色があったことを示す。「×」は、サンプルのうち純水と接触していた箇所が透明になっていたことをも含む。透明化した箇所は、実験後、空気に触れる状態で放置しておくと、黒く変色することもあった。図１０に、サンプルＮｏ．１３のうち、透明になった箇所の表面をＳＥＭで観察したＳＥＭ像を示す。図１０から分かるように、金属部材のうち透明になった箇所では、表面の反転されたモスアイ構造の形状が変化している。
　表７から分かるように、安定化処理を施さなかったサンプルＮｏ．１３は、４９時間経過時に変色が見られた。１００℃で安定化処理を施したサンプルＮｏ．１２は、１２０時間経過時に変色が見られた。１２０℃および２５０℃で安定化処理を施したサンプルＮｏ．１１およびＮｏ．１０は、１４４時間経過後も変色が見られなかった。
　比較のために、陽極酸化工程およびエッチング工程を一切行わずに作製したサンプルを用いて、上記サンプルＮｏ．１０～Ｎｏ．１３と同様の実験を行った。この場合は、全ての条件（安定化処理の有無、安定化処理の温度、経過時間）において、変色は見られなかった。
　金属部材の変色のメカニズムについて、発明者は以下のように考察する。
　金属部材の変色は、金属部材の表面の、反転されたモスアイ構造の形状が変化したことによると考えられる。本出願人は、ポーラスアルミナ層１４の厚さｔpおよび／または凹部１４Ａｐの形状によって、ポーラスアルミナ層１４が異なる色に見える（すなわち、反射光が着色して見える）ことを見出し、系統的に調べた結果を国際公開第２０１１／１４５６２５号に開示している。参考のために、国際公開第２０１１／１４５６２５号の開示内容のすべてを本明細書に援用する。金属部材の変色は、例えばポーラスアルミナ層１４の少なくとも一部が水と反応し、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3）もしくは酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3・ｎＨ2Ｏ）またはその水和物（Ａｌ2Ｏ3・ｎＨ2Ｏ）が形成され、ポーラスアルミナ層１４の厚さｔpおよび／または凹部１４Ａｐの形状が変化したことによると考えられる。金属部材の変色は、ポーラス陽極酸化層の封孔処理において用いられている水和反応と同様の反応によって起こると考えられる。
　さらに、ポーラスアルミナ層１４が水と反応するだけでなく、ポーラスアルミナ層１４の下のアルミニウム残存層１８ｒも、水や酸と反応し、水酸化アルミニウムもしくは酸化アルミニウムまたはその水和物となることで、金属部材が透明になると考えられる。発明者によると、部分的に変色および透明化したあるサンプルにおいて、透明になった箇所は、変色していない箇所に比べて、およそ３μｍ厚いことが分かった。透明化した箇所は、上記酸化物または水酸化物が形成されることによって、その他の部分よりも厚くなったと考えられる。
　ポーラス陽極酸化層（例えばポーラスアルミナ層）の表面を安定化させる処理として、一般的には、封孔処理がよく知られている。陽極酸化によって形成されたポーラスアルミナ層は、そのままでは耐食性がよくないが、封孔処理を施されることによって、優れた耐食性を得ることができる。封孔処理は、ポーラスアルミナを、例えば、高温加圧水蒸気中で処理すること、または、沸騰させた純水中で煮沸することによって行われる。封孔処理を行うと、ポーラスアルミナ層の一部が水和反応を起こすことによって、細孔（凹部）が封じられる、または、狭小化すると考えられている。封孔処理は、高温で行うほど好ましいとされている。
　本発明の実施形態による金属部材に施される安定化処理は、一般的に知られている封孔処理とは、以下の点で異なる。安定化処理は、ポーラスアルミナ層１４の細孔（凹部）１４Ａｐを封孔することなく行われる。安定化処理は、表面に有する反転されたモスアイ構造の形状に変化を与えることなく行われることが好ましい。このような安定化処理によって、本発明の実施形態による金属部材が有する殺菌効果に影響を与えることなく、金属部材の耐食性を向上させることができる。安定化処理（例えば熱処理）は、例えば、乾いた金属部材に対して行うことが好ましい。
　表７の結果から、安定化処理（例えば熱処理）の温度は、例えば１００℃以上であることが好ましい。熱処理の温度は、例えば１２０℃以上であることがさらに好ましい。熱処理の時間は、例えば３時間である。
　一般的に、加工された金属に熱処理（焼き鈍し）を行うと、回復、再結晶および粒成長と呼ばれる３つの過程が生じる。加工された金属の温度を徐々に上げると、比較的低温でまず回復が起こる。回復過程では、塑性変形によって結晶中に生じた格子欠陥（例えば点欠陥や転移）が消滅する。温度を上げると、ひずみのない新しい結晶粒が形成され（再結晶）、さらに温度を上げると、結晶粒がさらに大きく成長する（粒成長）。例えばアルミニウムにおいて、回復はおよそ２００℃以下、再結晶はおよそ２００℃以上３５０℃以下、粒成長はおよそ３５０℃以上において起こる。
　本発明の実施形態による金属部材に施される安定化処理は、ポーラスアルミナ層１４の反転されたモスアイ構造の形状を変化させないために、結晶粒の大きさを変化させない、すなわち粒成長を生じさせないことが好ましい。また、再結晶も生じさせないことがさらに好ましい。従って、安定化処理（熱処理）の温度は、例えば３５０℃以下であることが好ましく、２５０℃以下であることがさらに好ましい。また、処理温度が高いと、ポーラスアルミナ層１４を支える金属基材１２、１８Ｘｒが変形するおそれがある。また、消費電力を抑制する観点からも、処理温度は低い方が好ましい。このような観点からは、安定化処理（熱処理）の温度は例えば１５０℃未満であることが好ましい。
　実験例から明らかなように、本発明の実施形態による金属部材の表面に安定化処理を施すことによって、金属部材が水と一定時間接触しても、金属部材の変色および表面の反転されたモスアイ構造の形状の変化を抑制することができる。従って、表面構造の形状の変化に伴う殺菌効果の低下が抑制され得る。本発明の実施形態による金属部材は、例えば高温多湿の環境における殺菌作用（防カビ作用を含む）のニーズにも応えることができる。本発明の実施形態による金属部材は、安定化処理を施すことによって、高温多湿の環境においてもその殺菌効果が失われることなく好適に用いられる。また、本発明の実施形態による金属部材は、安定化処理を施すことによって、その外観が変化することが抑制され得る。従って、本発明の実施形態による金属部材は、安定化処理を施すことによって、例えば後述するインテリア建材にも、その意匠性が損なわれることなく好適に用いられる。
　安定化処理は、表面処理剤による処理の前に行ってもよいし、表面処理剤による処理の後に行ってもよい。
　（実施形態１）
　本発明による実施形態の金属部材は、例えば、熱交換器に好適に用いられる。本発明による実施形態１は、本発明による実施形態の金属部材を備える熱交換器である。本発明による実施形態の金属部材から形成されたフィンを備えることで、殺菌作用を有する熱交換器を得ることができる。熱交換器のフィンには、空気中の水分が凝縮されることによって生成された水が付着し得る。本発明の実施形態による熱交換器は、フィンに付着した水滴に起因してカビが発生することを抑制することができる。なお、本発明による実施形態１の熱交換器は、以下で例示するものに限られない。
　図１１（ａ）～図１１（ｃ）を参照して、本発明の実施形態による熱交換器２００Ａおよび本発明の他の実施形態による熱交換器２００Ｂを説明する。図１１（ａ）は、本発明による実施形態１の熱交換器が有するフィン５０の模式的な断面図である。図１１（ｂ）および図１１（ｃ）は、それぞれ、本発明の実施形態による熱交換器２００Ａおよび熱交換器２００Ｂの模式的な断面図である。
　図１１（ａ）に示すように、フィン５０は、例えば、金属部材１００Ａ’から形成される。フィン５０は、金属基材１８Ｘｒと、金属基材１８Ｘｒ上に形成されたポーラス陽極酸化層１４とを有する。ポーラス陽極酸化層１４の表面は、サブミクロンオーダーの凹凸構造を有する。凹凸構造は、表面の法線方向から見たときの２次元的な大きさが１００ｎｍ超５００ｎｍ未満である複数の凹部１４Ａｐを含む。フィン５０は、金属部材１００Ａ’と同じ表面構造（物理的構造および化学的性質を含む）を有する。
　図１１（ｂ）に示すように、熱交換器２００Ａは、フィン５０を有する。フィン５０が殺菌作用を備えた表面を有するので、熱交換器２００Ａは殺菌効果を有し得る。
　熱交換器２００Ａのフィン５０は、金属部材１００Ａ’に限られず、上述の本発明による実施形態の金属部材のいずれから形成されてもよい。
　熱交換器２００Ａは、例えば、チューブ６０をさらに有する。例えば、チューブ６０は冷媒で満たされ、冷媒と、熱交換器２００Ａ内の気体または液体との間で熱エネルギーの交換が行われる。熱エネルギーの交換は、フィン５０を介して行われる。熱エネルギーの交換効率を向上させるためには、フィン５０の表面積が大きいことが好ましい。図１１（ｂ）に示す熱交換器２００Ａのように、例えば、ほぼ平行に配置されたチューブ６０の間に、波型のフィン５０が配置されている。または、図１１（ｃ）に示す熱交換器２００Ｂのように、ほぼ平行に配置されたフィン５０を貫通するように、チューブ６０が波型に配置されていてもよい。熱交換器２００Ｂは、フィン５０とチューブ６０との配置を除いて、熱交換器２００Ａと同じであってよい。
　本発明による実施形態１の熱交換器は、例えば、エアコン（空気調和機）、冷蔵庫、または冷凍庫に用いることができる。エアコンは、ルームエアコンおよびカーエアコンを含む。本発明による実施形態１の熱交換器において、フィンの表面が殺菌性を有するので、フィンに付着した水滴に起因してカビが発生することを抑制することができる。熱交換器内の液体または気体に対する殺菌作用も有し得る。本発明による実施形態１の熱交換器において、フィンの表面がサブミクロンオーダーの凹凸構造を有するので、フィンの表面積が大きくなり、熱交換効率を向上させることができる。
　上記の特許文献５は、フィンの表面に陽極酸化によって形成された細孔を有する熱交換器を開示している。特許文献５の熱交換器は、フィンの表面に細孔を有することにより、水切り性能の向上を図っている。特許文献５の熱交換器において、フィンの細孔はエッチング工程を行わずに陽極酸化工程によって形成されているため、隣接する細孔の間に突起部が形成されない。
　本発明による実施形態１の熱交換器は、フィンの物理的構造のみによって殺菌作用を有することができる。従って、コストおよび／または製造工程を増加させることなく殺菌作用を有することができる。さらに、上述したように、フィンの表面に表面処理剤（例えば離型剤またはカップリング剤）が付与されることにより、殺菌作用がより向上され得る。
　フィンが有する金属基材は、例えばバルブ金属から形成される。フィンが有するポーラス陽極酸化層は、例えばバルブ金属を陽極酸化することによって形成される。金属部材および／またはポーラス陽極酸化層を形成する金属として、ステンレス鋼を用いてもよい。フィンが有する金属基材は、例えばアルミニウム基材であり、フィンが有するポーラス陽極酸化層は、例えばポーラスアルミナ層である。アルミニウムは、例えば、軽い、コストが低い、熱導電性に優れている、容易に加工することができるという特徴を有するので、フィンに用いられることが多い。
　フィンのポーラス陽極酸化層がチタンを陽極酸化することにより形成される場合、酸化チタンは光触媒活性物質であるので、フィンに光（例えば紫外線）を照射することにより、光触媒による殺菌効果も得られ得る。熱交換器の殺菌効果がさらに向上し得る。例えば、室内の蛍光灯の光があたるエアコン、または、屋外に設置され太陽光があたる室外機等に用いられる場合は、光（例えば紫外線）をわざわざ照射することなく、光触媒による殺菌効果も得られる可能性がある。
　次に、図１２（ａ）～図１２（ｆ）を参照して、本発明の実施形態による放熱器（ヒートシンク）２１０Ａおよび本発明の他の実施形態による放熱器２１０Ｂを説明する。図１２（ａ）および図１２（ｄ）は、それぞれ、本発明の実施形態による放熱器２１０Ａおよび放熱器２１０Ｂの模式的な平面図である。図１２（ｂ）および図１２（ｃ）は、それぞれ、図１２（ａ）中の１２Ｂ－１２Ｂ’線および１２Ｃ－１２Ｃ’線に沿った放熱器２１０Ａの断面図である。図１２（ｅ）および図１２（ｆ）は、それぞれ、図１２（ｄ）中の１２Ｅ－１２Ｅ’線および１２Ｆ－１２Ｆ’線に沿った放熱器２１０Ｂの断面図である。
　放熱器２１０Ａおよび放熱器２１０Ｂにおいて、フィン５０が殺菌作用を備えた表面を有するので、放熱器２１０Ａおよび放熱器２１０Ｂは殺菌効果を有し得る。放熱器内の気体に対して殺菌作用を有し得る。フィン５０の表面がサブミクロンオーダーの凹凸構造を有するので、フィン５０の表面積が大きくなり、放熱効率を向上させることができる。
　放熱器２１０Ａは、例えば、プレート７０をさらに有する。プレート７０上に、フィン５０が設けられている。プレート７０の法線方向から見たとき、フィン５０は、例えば、図１２（ａ）～図１２（ｃ）に例示するようにストライプ状である。図１２（ｄ）～図１２（ｆ）に示す放熱器２１０Ｂのように、プレート７０の法線方向から見たとき、フィン５０は、例えば、正方格子状に配列されていてもよい。本発明の実施形態による放熱器は、これらに限られず、フィン５０の形状および配置は任意のものであってよい。例えば、フィン５０は破線状に配置されていてもよい。例えば、フィン５０は、チェッカーボード状に配置されていてもよい。プレート７０の形状も図示されたものに限られず、円形のプレート７０の上に、フィンが例えば放射線状に配置されていてもよい。
　本明細書において熱交換器は、例えば、ラジエータ、エバポレータ、コンデンサ、クーラ、ヒータ、放熱器（ヒートシンク）等、種々の熱交換器を含み、例示されるものに限られない。
　例えば、本発明による実施形態１の熱交換器は、冷風扇に用いてもよい。冷風扇は、水の気化熱を利用して、空気の温度を下げるものである。
（実施形態２）
　本発明による実施形態の金属部材は、例えば、インテリア建材にも好適に用いられる。本発明による実施形態２は、本発明による実施形態の金属部材を備えるインテリア建材である。なお、本発明による実施形態２のインテリア建材は、以下で例示するものに限られない。
　本発明による実施形態の金属部材は、例えばドアノブまたは手すりに用いることができる。本発明による実施形態の金属部材と同じ表面構造（物理的構造および化学的性質を含む）を備えることで、殺菌作用を有し得る。ドアノブまたは手すりは、頻繁に手で触れられるので、水分および微生物の栄養源である有機物が付着することがある。本発明の実施形態によるインテリア建材は、水分および／または有機物に起因して微生物（カビを含む）が発生することを抑制することができる。
　本発明による実施形態の金属部材は、例えば、窓枠に用いられるサッシに用いることができる。本発明による実施形態の金属部材と同じ表面構造（物理的構造および化学的性質を含む）を備えることで、殺菌作用を有するインテリア建材を得ることができる。サッシは例えば結露により水滴が付着することがあるが、殺菌作用を有することで、水滴に起因してカビが発生することを抑制することができる。
　ドアノブやサッシなどのインテリア建材の材料としては、例えば、アルミニウムまたはステンレス鋼を好適に用いることができる。
　本実施形態によるインテリア建材は、例えば椅子に用いることができる。図１３に本実施形態によるインテリア建材を用いて製造された椅子６０Ａを模式的に示す。
　椅子６０Ａは、例えば金属部材１００Ａ’を用いて製造される。椅子６０Ａは、金属基材１８Ｘｒと、金属基材１８Ｘｒ上に形成されたポーラス陽極酸化層１４とを有する。ポーラス陽極酸化層１４の表面は、サブミクロンオーダーの凹凸構造を有する。凹凸構造は、表面の法線方向から見たときの２次元的な大きさが１００ｎｍ超５００ｎｍ未満である複数の凹部１４Ａｐを含む。椅子６０Ａ全体が、金属部材１００Ａ’から形成されていてもよいし、椅子６０Ａの表面の一部（例えば座面６０ａおよび背もたれ６０ｂの表面）のみが、金属部材１００Ａ’から形成されていてもよい。椅子６０Ａは、金属部材１００Ａ’に限られず、上述の本発明による実施形態の金属部材のいずれを用いて製造されてもよい。
　椅子６０Ａの形状は、図示されるものに限られず、種々の公知の形状であってよい。例えば背もたれを有しなくてもよい。
　椅子６０Ａは、例えば不特定多数に使用される椅子としてもよい。椅子６０Ａは、公共の場所（例えば駅や公園など）に設置されてもよい。椅子６０Ａは、屋内に限られず屋外に設置されてもよい。
　本発明による実施形態の金属部材の用途は、上述した実施形態に限られない。例えば、日用雑貨に用いることもできる。例えば、弁当箱のふたに用いてもよい。あるいは、キッチン家電に用いられる、例えばアルミニウム製またはステンレス製の部品または管に用いてもよい。キッチン家電は、例えば電気ポット、コーヒーメーカー等を広く含む。例えば、電気ポットまたはコーヒーメーカーの水を入れる内容器と注ぎ口との間に設けられる管に用いてもよい。
　図１４（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態による電気湯沸かし器（例えば電気ポット）７０Ａおよび７０Ｂを模式的に示す断面図である。
　図１４（ａ）に示すように、電気湯沸かし器７０Ａは、飲用水を収容し、収容した飲用水を加熱する容器７２と、加熱された飲用水を外部に吐き出す注ぎ口７４と、容器７２および注ぎ口７４の間に設けられた揚水パイプ５０Ａ（１００Ａ’）とを有する。揚水パイプ５０Ａは、例えば金属部材１００Ａ’から形成される。揚水パイプ５０Ａは、金属基材１８Ｘｒと、金属基材１８Ｘｒ上に形成されたポーラス陽極酸化層１４とを内側に有する。ポーラス陽極酸化層１４の表面は、サブミクロンオーダーの凹凸構造を有する。凹凸構造は、表面の法線方向から見たときの２次元的な大きさが１００ｎｍ超５００ｎｍ未満である複数の凹部１４Ａｐを含む。揚水パイプ５０Ａの内側の表面は、金属部材１００Ａ’と同じ表面構造（物理的構造および化学的性質を含む）を有する。揚水パイプ５０Ａは、金属部材１００Ａ’に限られず、上述の本発明による実施形態の金属部材のいずれから形成されてもよい。
　図１４（ａ）に示すように、容器７２および／または注ぎ口７４も、金属部材１００Ａ’から形成されていてもよい。すなわち、容器７２は、金属基材１８Ｘｒと、金属基材１８Ｘｒ上に形成されたポーラス陽極酸化層１４とを内側に有してもよい。容器７２の内側は、例えば、容器７２の内側の側面および底面を含む。注ぎ口７４は、金属基材１８Ｘｒと、金属基材１８Ｘｒ上に形成されたポーラス陽極酸化層１４とを内側に有してもよい。注ぎ口７４の内側とは、飲用水と接する表面をいう。さらに、容器７２のふた７２ｃも、金属基材１８Ｘｒと、金属基材１８Ｘｒ上に形成されたポーラス陽極酸化層１４とを内側に有してもよい。
　電気湯沸かし器の形状は図示されるものに限られず、種々の公知の形状であってよい。例えば、図１４（ｂ）に示す電気湯沸かし器７０Ｂのように、揚水パイプを有しないタイプのものであってもよい。電気湯沸かし器７０Ｂの容器７２および／または注ぎ口７４は、金属部材１００Ａ’から形成されていてもよい。
　電気湯沸かし器の詳細な構造については、よく知られているので説明を省略する。
　図１５は、本発明の実施形態による飲料供給器（例えばコーヒーメーカー）８０を模式的に示す断面図である。
　図１５に示すように、飲料供給器８０は、飲用水を収容し、収容した飲用水を加熱する容器８２と、加熱された飲用水を含む飲料を外部に吐き出す注ぎ口８４と、容器８２および注ぎ口８４の間に設けられた給水管５０Ｂ（１００Ａ’）とを有する。給水管５０Ｂは、例えば金属部材１００Ａ’から形成される。給水管５０Ｂは、金属基材１８Ｘｒと、金属基材１８Ｘｒ上に形成されたポーラス陽極酸化層１４とを内側に有する。ポーラス陽極酸化層１４の表面は、サブミクロンオーダーの凹凸構造を有する。凹凸構造は、表面の法線方向から見たときの２次元的な大きさが１００ｎｍ超５００ｎｍ未満である複数の凹部１４Ａｐを含む。すなわち、給水管５０Ｂの内側の表面は、金属部材１００Ａ’と同じ表面構造（物理的構造および化学的性質を含む）を有する。給水管５０Ｂは、金属部材１００Ａ’に限られず、上述の本発明による実施形態の金属部材のいずれから形成されてもよい。
　図１５に示すように、容器８２および／または注ぎ口８４も、金属部材１００Ａ’から形成されていてもよい。すなわち、容器８２は、金属基材１８Ｘｒと、金属基材１８Ｘｒ上に形成されたポーラス陽極酸化層１４とを内側に有してもよい。容器８２の内側は、例えば、容器８２の内側の側面および底面を含む。注ぎ口８４は、金属基材１８Ｘｒと、金属基材１８Ｘｒ上に形成されたポーラス陽極酸化層１４とを内側に有してもよい。注ぎ口８４の内側とは、飲料と接する表面をいう。飲料供給器８０は、注ぎ口８４から吐き出される飲料を受ける飲料サーバー８６をさらに有してもよい。飲料サーバー８６は、金属部材１００Ａ’から形成されていてもよい。すなわち、飲料サーバー８６は、金属基材１８Ｘｒと、金属基材１８Ｘｒ上に形成されたポーラス陽極酸化層１４とを内側に有してもよい。
　飲料供給器の形状は図示されるものに限られず、種々の公知の形状であってよい。飲料供給器の詳細な構造については、よく知られているので説明を省略する。
　図１６は、本発明の実施形態による弁当箱９０ａおよび弁当箱のふた９０ｂを模式的に示す図である。
　図１６に示すように、弁当箱９０ａおよび弁当箱のふた９０ｂは、それぞれ、例えば金属部材１００Ａ’を用いて製造される。弁当箱９０ａおよび弁当箱のふた９０ｂは、それぞれ、金属基材１８Ｘｒと、金属基材１８Ｘｒ上に形成されたポーラス陽極酸化層１４とを有する。ポーラス陽極酸化層１４の表面は、サブミクロンオーダーの凹凸構造を有する。凹凸構造は、表面の法線方向から見たときの２次元的な大きさが１００ｎｍ超５００ｎｍ未満である複数の凹部１４Ａｐを含む。すなわち、弁当箱９０ａおよび弁当箱のふた９０ｂの表面は、金属部材１００Ａ’と同じ表面構造（物理的構造および化学的性質を含む）を有する。弁当箱９０ａおよび弁当箱のふた９０ｂは、それぞれ、金属部材１００Ａ’に限られず、上述の本発明による実施形態の金属部材のいずれから形成されてもよい。
　図１６に示すように、弁当箱９０ａおよび弁当箱のふた９０ｂは、外側および内側に凹凸構造を有する。弁当箱９０ａおよび弁当箱のふた９０ｂは、少なくとも内側に凹凸構造を有することが好ましい。外側および内側の表面に、同一の工程（陽極酸化工程およびエッチング工程を含む）で凹凸構造を形成するときは、製造工程を増やすことなく、外側および内側の両方に凹凸構造を設けることができる。
　弁当箱９０ａおよび弁当箱のふた９０ｂの形状は図示されるものに限られず、種々の公知の形状であってよい。
　本発明の実施形態による表面が殺菌作用を備えたフィンを有する熱交換器は、例えば、エアコン（空気調和機）、冷蔵庫、冷凍庫等、種々の用途に用いられ得る。本発明の実施形態による殺菌作用を備えた表面を有する金属部材は、インテリア建材または日用雑貨等、種々の用途に用いることができる。
　１２、１８Ｘｒ　　金属基材
　１４　　ポーラス陽極酸化層
　１４Ａｐ、１４Ｂｐ　凹部
　１５　　突起部
　５０　　フィン
　５０Ａ　　揚水パイプ
　５０Ｂ　　給水管
　７０Ａ、７０Ｂ　　電気湯沸かし器
　７２　　容器
　７４　　注ぎ口
　８０　　飲料供給器
　８２　　容器
　８４　　注ぎ口
　９０ａ　弁当箱
　９０ｂ　弁当箱のふた
　１００Ａ、１００Ｂ、１００Ａ’、１００Ｂ’　　金属部材
　２００Ａ、２００Ｂ　　熱交換器
　２１０Ａ、２１０Ｂ　　放熱器

Claims (26)

  1. 　金属基材と、前記金属基材上に形成されたポーラス陽極酸化層とを有するフィンを有し、
    　前記ポーラス陽極酸化層の表面は、サブミクロンオーダーの凹凸構造を有し、前記凹凸構造は、前記表面の法線方向から見たときの２次元的な大きさが１００ｎｍ超５００ｎｍ未満である複数の凹部を含む、熱交換器。
  2. 　前記凹凸構造は、隣接する前記複数の凹部の間に形成された突起部を有する、請求項１に記載の熱交換器。
  3. 　前記突起部は、隣接する前記複数の凹部の側面が交わることにより形成された稜線を有する、請求項２に記載の熱交換器。
  4. 　前記複数の凹部の隣接間距離は、前記複数の凹部の前記２次元的な大きさよりも大きい、請求項１に記載の熱交換器。
  5. 　前記複数の凹部の側面は、前記表面の法線方向に対して傾斜している、請求項１から４のいずれかに記載の熱交換器。
  6. 　前記複数の凹部の側面の少なくとも一部は、階段状である、請求項１から５のいずれかに記載の熱交換器。
  7. 　前記表面のヘキサデカンに対する静的接触角が１１０．４°以下である、請求項１から６のいずれかに記載の熱交換器。
  8. 　前記表面のヘキサデカンに対する静的接触角が２９．３°以下である、請求項１から７のいずれかに記載の熱交換器。
  9. 　前記表面は、表面処理剤によって処理されている、請求項１から８のいずれかに記載の熱交換器。
  10. 　前記表面処理剤はアミノ基を有する、請求項９に記載の熱交換器。
  11. 　前記複数の凹部の隣接間距離は、２０ｎｍ超５００ｎｍ未満である、請求項１から１０のいずれかに記載の熱交換器。
  12. 　前記複数の凹部の前記２次元的な大きさは、１４０ｎｍ以上である、請求項１から１１のいずれかに記載の熱交換器。
  13. 　前記金属基材は、バルブ金属である、請求項１から１２のいずれかに記載の熱交換器。
  14. 　前記ポーラス陽極酸化層は、バルブ金属を陽極酸化することによって形成された、請求項１から１３のいずれかに記載の熱交換器。
  15. 　金属基材と、前記金属基材上に形成されたポーラス陽極酸化層とを備え、
    　前記ポーラス陽極酸化層の表面は、サブミクロンオーダーの凹凸構造を有し、前記表面が殺菌効果を有する、金属部材。
  16. 　前記凹凸構造は、前記表面の法線方向から見たときの２次元的な大きさが１００ｎｍ超５００ｎｍ未満である複数の凹部を含む、請求項１５に記載の金属部材。
  17. 　前記表面のヘキサデカンに対する静的接触角が１１０．４°以下である、請求項１５または１６に記載の金属部材。
  18. 　前記表面のヘキサデカンに対する静的接触角が２９．３°以下である、請求項１５から１７のいずれかに記載の金属部材。
  19. 　前記表面は、表面処理剤によって処理されている、請求項１５から１８のいずれかに記載の金属部材。
  20. 　請求項１から１４のいずれかに記載の熱交換器の前記フィンの前記表面に、水蒸気を接触させることによって、カビの発生を抑制する方法。
  21. 　請求項１から１４のいずれかに記載の熱交換器の前記フィンの前記表面に、気体または液体を接触させることによって、前記気体または液体を殺菌する方法。
  22. 　請求項１５から１９のいずれかに記載の金属部材の前記表面に、水蒸気を接触させることによって、カビの発生を抑制する方法。
  23. 　請求項１５から１９のいずれかに記載の金属部材の前記表面に、気体または液体を接触させることによって、前記気体または液体を殺菌する方法。
  24. 　飲用水を収容し、収容した前記飲用水を加熱する容器と、
    　加熱された前記飲用水を外部に吐き出す注ぎ口と、
    　前記容器および前記注ぎ口の間に設けられた揚水パイプと
    を有する電気湯沸かし器であって、
    　前記揚水パイプは、金属基材と、前記金属基材上に形成されたポーラス陽極酸化層とを内側に有し、前記ポーラス陽極酸化層の表面は、サブミクロンオーダーの凹凸構造を有し、前記凹凸構造は、前記表面の法線方向から見たときの２次元的な大きさが１００ｎｍ超５００ｎｍ未満である複数の凹部を含む、電気湯沸かし器。
  25. 　飲用水を収容し、収容した前記飲用水を加熱する容器と、
    　加熱された前記飲用水を含む飲料を外部に吐き出す注ぎ口と、
    　前記容器および前記注ぎ口の間に設けられた給水管と
    を有する飲料供給器であって、
    　前記給水管は、金属基材と、前記金属基材上に形成されたポーラス陽極酸化層とを内側に有し、前記ポーラス陽極酸化層の表面は、サブミクロンオーダーの凹凸構造を有し、前記凹凸構造は、前記表面の法線方向から見たときの２次元的な大きさが１００ｎｍ超５００ｎｍ未満である複数の凹部を含む、飲料供給器。
  26. 　金属基材と、前記金属基材上に形成されたポーラス陽極酸化層とを有し、
    　前記ポーラス陽極酸化層の表面は、サブミクロンオーダーの凹凸構造を有し、前記凹凸構造は、前記表面の法線方向から見たときの２次元的な大きさが１００ｎｍ超５００ｎｍ未満である複数の凹部を含む、弁当箱のふた。
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