特開 2022-18957 部材の抗カビ表面処理方法及び抗カビ部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022018957

(43)【公開日】2022-01-27

(54)【発明の名称】部材の抗カビ表面処理方法及び抗カビ部材

(51)【国際特許分類】

   B24C 1/00 20060101AFI20220120BHJP

【ＦＩ】

B24C1/00 Z

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020122426

(22)【出願日】2020-07-16

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2021-08-11

(71)【出願人】

【識別番号】519217434

【氏名又は名称】株式会社サーフテクノロジー

(71)【出願人】

【識別番号】511241583

【氏名又は名称】株式会社フリクション

(74)【代理人】

【識別番号】100134212

【弁理士】

【氏名又は名称】提中 清彦

(72)【発明者】

【氏名】下平 英二

(72)【発明者】

【氏名】熊谷 正夫

(72)【発明者】

【氏名】児玉 伴子

(72)【発明者】

【氏名】新井 正彦

(57)【要約】

【課題】 部材の表面に微小凹部を無数にランダムに形成することで、部材の表面に抗カビ（或いはカビ繁殖抑制）効果を持たせることができる部材の抗カビ表面処理方法、及び抗カビ効果を有する抗カビ部材を提供する。
【解決手段】 本発明に係る部材の防カビ表面処理方法は、部材の表面に、その凹凸ピッチの最小値が０．５μｍ以上であり最大値が５０μｍ以下であり、その凹部の深さの最小値が０．０１μｍ以上であり最大値が２．５μｍ以下である微小凹部を無数にランダムに形成することで、部材の当該表面に抗カビ作用を持たせることを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

部材の表面に、その凹凸ピッチの最小値が０．５μｍ以上であり最大値が５０μｍ以下であり、その凹部の深さの最小値が０．０１μｍ以上であり最大値が２．５μｍ以下である微小凹部を無数にランダムに形成することで、部材の当該表面に抗カビ作用を持たせることを特徴とする部材の抗カビ表面処理方法。

【請求項2】

前記微小凹部が形成された表面の水の接触角が８０°以上であることを特徴とする請求項１に記載の部材の抗カビ表面処理方法。

【請求項3】

前記微小凹部が形成された表面の表面自由エネルギの水素結合成分が１０ｍＪ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の部材の抗カビ表面処理方法。

【請求項4】

前記微小凹部を、ショット材を投射する投射処理に基づいて形成することを特徴とする請求項１～請求項３の何れか１つに記載の部材の抗カビ表面処理方法。

【請求項5】

部材の表面に、その凹凸ピッチの最小値が０．５μｍ以上であり最大値が５０μｍ以下であり、その凹部の深さの最小値が０．０１μｍ以上であり最大値が２．５μｍ以下である微小凹部を無数にランダムに有することを特徴とする抗カビ部材。

【請求項6】

前記微小凹部が形成された表面の水の接触角が８０°以上であることを特徴とする請求項５に記載の抗カビ部材。

【請求項7】

前記微小凹部が形成された表面の表面自由エネルギの水素結合成分が１０ｍＪ以下であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の抗カビ部材。

【請求項8】

前記微小凹部は、ショット材を投射する投射処理に基づいて形成されることを特徴とする請求項５～請求項７の何れか１つに記載の抗カビ部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、部材の表面に微小凹部を無数にランダムに形成する処理を行うことで部材表面に抗カビ作用或いはカビ繁殖抑制作用（抗カビ効果或いはカビ繁殖抑制効果）を付与する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

これまで、本出願人等は、特許文献１において提案しているように、ショット材を投射するショット材投射処理の一つである微粒子投射処理（例えば、微粒子ピーニング処理など）を施すことにより、粉体と接触する部材（以下、粉体接触部材とも称する）の表面に微小凹凸を無数に不規則（ランダム）に形成することで、粉体の付着を抑制することができる技術を提案している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６４１６１５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、本出願人等は、微小凹凸を無数にランダムに形成することによる表面改質技術の様々な分野への適用の可能性を探るべく、部材の表面（対象物と接触する表面）に微小凹凸を無数に形成することによる作用効果を様々な分野で確認するといったアプローチを種々行っているが、その過程において、本発明者等は、これまで知られていなかった新たな知見を得た。

【0005】

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

【0006】

その知見とは、部材の表面に、微小凹部を無数に（複数）ランダムに形成すると、抗カビ（或いはカビ繁殖抑制）効果を生じさせることができるというものである。

【0007】

本発明は、上述したような実情に鑑みなされたもので、部材の表面に微小凹部を無数にランダムに形成することで、部材の表面に抗カビ（或いはカビ繁殖抑制）効果を持たせることができる部材の抗カビ表面処理方法、及び抗カビ効果を有する抗カビ部材を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

このため、本発明に係る部材の防カビ表面処理方法は、
部材の表面に、その凹凸ピッチの最小値が０．５μｍ以上であり最大値が５０μｍ以下であり、その凹部の深さの最小値が０．０１μｍ以上であり最大値が２．５μｍ以下である微小凹部を無数にランダムに形成することで、部材の当該表面に抗カビ作用を持たせることを特徴とする。

【0009】

上記本発明において、前記微小凹部が形成された表面の水の接触角が８０°以上であることを特徴とすることができる。

【0010】

また、上記本発明において、前記微小凹部が形成された表面の表面自由エネルギの水素結合成分が１０ｍＪ以下であることを特徴とすることができる。

【0011】

また、上記本発明において、前記微小凹部を、ショット材を投射する投射処理に基づいて形成することを特徴とすることができる。

【0012】

本発明に係る抗カビ部材は、
部材の表面に、その凹凸ピッチの最小値が０．５μｍ以上であり最大値が５０μｍ以下であり、その凹部の深さの最小値が０．０１μｍ以上であり最大値が２．５μｍ以下である微小凹部を無数にランダムに有することを特徴とする。

【0013】

上記本発明において、前記微小凹部が形成された表面の水の接触角が８０°以上であることを特徴とすることができる。

【0014】

また、上記本発明において、前記微小凹部が形成された表面の表面自由エネルギの水素結合成分が１０ｍＪ以下であることを特徴とすることができる。

【0015】

また、上記本発明において、前記微小凹部は、ショット材を投射する投射処理に基づいて形成されることを特徴とすることができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、部材の表面に微小凹部を無数にランダムに形成することで、部材の表面に抗カビ（或いはカビ繁殖抑制）効果を持たせることができる部材の抗カビ表面処理方法、及び抗カビ効果を有する抗カビ部材を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施の形態に係る餅のカビ抵抗性試験の結果を示す図である。

【図2】同上実施の形態に係る外部機関によるカビ抵抗性試験の試験条件を示す図である。

【図3】（Ａ）は同上実施の形態に係る外部機関によるカビ抵抗性試験の試験結果（比較対照）を示す３Ｄ画像であり、（Ｂ）は同カビ抵抗性試験の試験結果（試料（１）：Ｍ処理））を示す３Ｄ画像である。

【図4】他の外部機関によるカビ抵抗性試験の試験結果（比較対照）を示す３Ｄ画像である。

【図5】同他の外部機関によるカビ抵抗性試験の試験結果（試料（２）：Ｐ６０処理）を示す３Ｄ画像である。

【図6】同他の外部機関によるカビ抵抗性試験の試験結果（試料（１）：Ｍ処理）を示す３Ｄ画像である。

【図7】同他の外部機関によるカビ抵抗性試験の試験条件を示す図である。

【図8】同他の外部機関によるカビ抵抗性試験の試験結果のまとめを示す表である。

【図9】同上実施の形態に係るカビ抵抗性試験に供した比較対照の表面の３Ｄ画像及び表面形状の一例を示す図である。

【図10】同上実施の形態に係るカビ抵抗性試験に供した試料（１）（Ｍ処理）の表面の３Ｄ画像を示す図である。

【図11】同上実施の形態に係るカビ抵抗性試験に供した試料（１）（Ｍ処理）の表面形状データの一例を示す表である。

【図12】同上実施の形態に係るカビ抵抗性試験に供した試料（２）（Ｐ６０処理）の表面の３Ｄ画像を示す図である。

【図13】同上実施の形態に係るカビ抵抗性試験に供した試料（２）（Ｐ６０処理）の表面形状データの一例を示す表である。

【図14】同上実施の形態に係るカビ抵抗性試験に供した試料（ＰＴ１処理）の表面の３Ｄ画像を示す図である。

【図15】同上実施の形態に係るカビ抵抗性試験に供した試料（ＰＴ１処理）の表面形状データの一例を示す表である。

【図16】同上実施の形態に係るカビ抵抗性試験に供した試料の表面形状データと抗カビ性の関係のまとめを示す表である。

【図17】同上実施の形態に係るカビ抵抗性試験に供した試料の水の接触角、表面自由エネルギの水素結合成分を調べた結果をまとめた図（横軸：水の接触角、縦軸：表面自由エネルギの水素結合成分）である。

【図18】接触角、表面自由エネルギの各成分の求め方を説明する図である。

【図19】表面のぬれ性、親水性に起因する抗カビ効果の違いを説明する図。

【図20】ショット材投射処理の一例である微粒子ピーニング処理に用いるメディアをワンショットすることにより実験的に形成した単一の微小凹部の断面ＳＥＭ像である。

【図21】レーザ加工による凹部断面ＳＥＭ像である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

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

【0019】

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

【0020】

具体的には、前記アプローチの過程において、たまたまではあるが、ショット材投射処理によりディンプル状の微小凹部を表面に無数に形成した部材（試験片）を、正月の鏡餅の下に敷いておいたところ、図１（Ｂ）に示すように、餅１の下に半紙２を敷いていた場合には、餅１の下面全体及び餅１の下面と接触していた半紙２の部分には、カビ（青カビと白カビ）が多量に繁殖（発生）していた。

【0021】

また、図１（Ａ）に示すように、鏡面加工のみを施した（未処理の）ＳＵＳプレート１１（ＳＵＳ３０４ ♯７００ 未処理）の上に餅１０を置いておいた場合には、半紙２の場合と同様に、餅１０の下面全体及び餅１０の下面と接触していた未処理のＳＵＳプレート１１の部分には、カビ（青カビと白カビ）が多量に繁殖（発生）していた。
なお、未処理のＳＵＳプレート１１（ＳＵＳ３０４ ♯７００ 未処理）は、ＳＵＳ３０４からなるステンレス製の板材の表面をＰ７００番バフにより研磨仕上げしたものである。

【0022】

これに対して、図１（Ｃ）に示すように、本実施の形態に係る微小凹部を表面に無数にランダムに形成した部材（ＰＴ１処理 ＳＵＳプレート：ＳＵＳ３０４ ♯７００ ＰＴ１処理）２１の上に餅２０を置いておいた場合には、餅２０の下面にはカビ（青カビと白カビ）が多量に繁殖（発生）するものの、餅２０の下面と接触していたＰＴ１－ＳＵＳプレート２１には、カビ（青カビと白カビ）の繁殖は抑制されていた。

【0023】

このような偶然の発見から、本発明者等は、ショット材を投射して表面にディンプル状の微小凹部を無数にランダムに形成するショット材投射処理（或いは微小凹凸形成処理、マイクロディンプル処理、微粒子投射処理）を行った部材には、カビの繁殖を抑制する抗カビ性があるとの知見を得た。

【0024】

なお、ＰＴ１処理は、部材の表面にディンプル状の微小凹部を無数に形成する表面処理（マイクロディンプル処理）の一つであり、具体的には、ＳＵＳ３０４からなるステンレス製の板材（比較対照）の表面に対して、新日本金属（株）製のタングステンカーバイド粉、記号ＷＣ－１０（粒度：０．７０～１．１９μｍ）を、１／数（例えば０．４）ＭＰａ程度の圧縮空気と共に噴射ノズルから噴射し、被加工面（試料の表面、部材の表面）に投射処理（投射加工とも称する）を行う。
このようなショット材投射加工を行う微小凹凸形成処理（マイクロディンプル処理）を、ここではＰＴ１処理と称する。

【0025】

上述したような「ショット材投射処理（或いは微小凹凸形成処理、マイクロディンプル処理、微粒子投射処理）を行った部材には、カビの繁殖を抑制する抗カビ性がある」との結果を客観的に確認するために、カビ抵抗性試験を外部機関にて実施した。

【0026】

外部機関（日本微生物クリニック株式会社）による金属材料のカビ抵抗性試験（日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ２９１１準用）を行った結果を、図３に示す。試験条件としては、図２に示した通りである。

【0027】

図３（Ａ）の左端の縦一列は、１４日間培養した比較対照（未処理のＳＵＳ３０４ ♯７００）の外観を写した画像であり、同図の右側の縦２列は、２８日間培養した比較対照の外観を写した画像である。なお、各図の上段は、試験片全体を撮影したもので、下段は実態顕微鏡による観察写真（トリミング後）である（図３（Ｂ）においても同様）。
この図から、比較対照（未処理のＳＵＳ３０４ ♯７００）には、カビが多量に繁殖（発生）することが解る。

【0028】

図３（Ｂ）の左端の縦一列は、１４日間培養した試料（１）（Ｍ処理を施した試験片（ＳＵＳプレート））の外観を写した画像であり、同図の右側の縦２列は、２８日間培養した試料（１）の外観を写した画像である。
この図から、試料（１）は比較対照（未処理のＳＵＳ３０４ ♯７００）に対して、カビの発生が抑制されていること、すなわち抗カビ性があることが確認できた。

【0029】

当該外部機関の見解としては、試料（１）は、比較対照に比べると、カビの生育の度合いは明らかに弱く、また比較対照と比べて特定のカビが生育していない可能性があり、一部のカビに対しては生育を阻害している可能性がある。いずれにせよ、比較対照と比べてカビの生育が促進されてはおらず、阻害方向に働いていることは間違いないと思われる、とのことであった。

【0030】

なお、Ｍ処理は、ディンプル状の微小凹部を無数に形成する表面処理（マイクロディンプル処理）の一つであり、ここでは、ＳＵＳ３０４からなるステンレス製の板材（比較対照）の表面に、（株）不二製作所製の研磨材ＦＧＢ（フジガラスビーズ）の粒番号４００（中心粒径が、≦５３μｍ）のメディア（ショット材）を１／数（例えば０．３）ＭＰａ程度の圧縮空気と共に投射する投射処理（投射加工）を行う処理である。
このような投射加工を行う微小凹凸形成処理（マイクロディンプル処理）を、ここではＭ処理と称する。

【0031】

更に、別の外部機関（地方独立行政法人 東京都立産業技術研究センター）で行った金属材料のカビ抵抗性試験の結果を、図４～図６に示す。試験条件としては、図７に示した通りである。

【0032】

図４は、７日間培養した比較対照（未処理のＳＵＳ３０４ ♯７００）の外観を写した画像である。なお、図４のＲｅｆ－１、ＲＥｆ－２、Ｒｅｆ－３は、３つの同じ試験片（比較対照）の全体を撮影したものである。

【0033】

図５は、７日間培養した試料（２）（Ｐ６０処理を施した試験片（ＳＵＳプレート））の外観を写した画像である。なお、図５のＰ６０－１、Ｐ６０－２、Ｐ６０－３は、３つの同じ試験片（試料（３））の全体を撮影したものである。
試験結果としては、図８に示したように、Ｐ６０処理を施した試料（３）は比較対照（未処理のＳＵＳ３０４ ♯７００）に対して、抗カビ性に関して優位性があることが確認された。

【0034】

なお、Ｐ６０処理は、ディンプル状の微小凹部を無数に形成する表面処理（マイクロディンプル処理）の一つであり、ＳＵＳ３０４からなるステンレス製の板材（比較対照）の表面に、（株）不二製作所製の研磨材（商品名「不二ランダムＧＣ（グリーンカーボランダム）」、粒番号Ｃ＃６０００（最大粒子径８μｍ以下、累積高さ５０％点の粒子径２．０±０．４μｍ）のＳｉＣ（炭化ケイ素）を１／数（例えば０．７）ＭＰa程度の圧縮空気と共に噴射ノズルから噴射し、被加工面に投射処理（投射加工）を行った。このような投射加工を行う微小凹凸形成処理（マイクロディンプル処理）を、ここではＰ６０と称する。

【0035】

図６は、７日間培養した試料（１）（Ｍ処理を施した試験片（ＳＵＳプレート））の外観を写した画像である。なお、図６のＭ－１、Ｍ－２、Ｍ－３は、３つの同じ試験片（試料（２））の全体を撮影したものである。
試験結果としては、図８に示したように、Ｍ処理を施した試料（２）は比較対照（未処理のＳＵＳ３０４ ♯７００）に対して、抗カビ性に関して大きな優位性があることが確認された。

【0036】

以上のように、いくつかの抗カビ試験を行った結果、試料（１）：Ｍ処理を施した試験片（ＳＵＳプレート）、試料（２）：Ｐ６０処理を施した試験片（ＳＵＳプレート））、ＰＴ１処理を施したＳＵＳプレートのいずれも、比較対照（未処理のＳＵＳプレート）に対して、カビの発生が抑制されていること、すなわち抗カビ性があることが確認できた。

【0037】

すなわち、本発明者等は、抗カビ剤や防カビ剤などを用いなくても、部材の表面に、ディンプル状の微小凹部をランダムに無数に形成することで、抗カビ性を持たせることができるという知見を得ることができた。

【0038】

このように、微小凹部を部材の表面にランダムに無数に形成すると、その表面には抗カビ性が生じるという知見を得ることができたが、かかる知見は、微小凹部を無数に表面に形成した部材に関して、従来知られていない作用効果に関するものであり、上述したように、これまでの知見からは予測不能なものである。

【0039】

なお、このような新たな知見に基づいて、本発明は、部材の表面にランダムに無数に形成した部材を、抗カビ性を有する抗カビ部材（抗カビ性部材）という用途に用いるものである。

【0040】

ここで、図９に比較対照の表面形状の３Ｄ画像の一例を示し、図１０に試料（１）の表面形状の３Ｄ画像の一例を示す。

【0041】

なお、後述するものを含めて、本実施の形態における３Ｄ画像、表面形状、表面形状データは、ＫＥＹＥＮＣＥ社製の形状測定レーザーマイクロスコープＶＫ－Ｘ１０００を用いて取得した。

【0042】

図１１に、試料（１）：Ｍ処理を施した試験片（ＳＵＳプレート）の表面に形成された微小凹部の凹凸ピッチを観察した表面形状データを示す。
試料（１）は、図１１に示すように、凹凸ピッチ（凸部の間隔或いは凹部の間隔）の最小値と最大値の範囲が２０．９７～５０．０６μｍ程度の範囲（言い換えると、凹凸ピッチの最小値が２０μｍ程度以上で、最大値が５０μｍ程度である。）、凹部深さの最小値と最大値の範囲が０．８１１～２．２８７μｍ程度の範囲（言い換えると、凹凸深さの最小値が０．８１１μｍ程度以上で、最大値が２．２８７μｍ程度以下）であった。
なお、以下において、凹凸ピッチ（凸部の間隔、凹部の入り口幅、開口部開口幅、開口径）、凹部深さのサイズに関して範囲を示す場合には、上記と同様に、凹凸ピッチ、凹部深さの最小値と最大値の範囲を示すものとする。

【0043】

ここで、粉体接触部材の表面にショット材を投射するショット材投射処理（例えば、一例として微粒子ピーニング処理などがある）により形成される微小凹部の入口部サイズ（凹部入り口幅、開口部開口幅）は、表面形状から計測される凹凸ピッチ（隣接する凹部の間隔或いは隣接する凸部の間隔）を代用することができる。また、ショット材投射処理は、表面に微小凹部とその凹部周辺に稜線状の凸部を不均一に形成する（表面に微小凹部を複数（無数）にランダムに形成する）処理として表現することができる。

【0044】

また、形成される凹部の大きさについては、表面に直交する方向から見たときに入口部が略円形の場合、多角形の場合など様々な形状のものが存在するためサイズ（円形の場合は径など）という表現を用いることができると共に、表面形状を形状測定装置（例えばレーザー式形状測定装置）により測定したときの凹部の入り口幅（開口幅）という表現とすることができる。

【0045】

図１２に、試料（２）：Ｐ６０処理を施した試験片（ＳＵＳプレート）の表面形状の３Ｄ画像の一例を示し、図１３に試料（２）の表面に形成された微小凹部の凹凸ピッチを観察した表面形状データを示す。

【0046】

試料（２）は、図１３に示すように、凹凸ピッチ（凸部の間隔或いは凹部の間隔）の最小値と最大値の範囲が０．５１３～０．８９０μｍ程度の範囲（言い換えると、凹凸ピッチの最小値が０．５１３μｍ程度以上で、最大値が０．８９０μｍ程度以下である。）、凹部深さの最小値と最大値の範囲が０．０１１～０．０２６μｍ程度の範囲（言い換えると、凹凸深さの最小値が０．０１１μｍ程度以上で、最大値が０．０２６μｍ程度以下）であった。

【0047】

なお、図１４には、ＰＴ１処理を施した部材（図１（Ｃ）の部材）の表面形状の３Ｄ画像の一例を示し、図１５には、ＰＴ１処理を施した部材（図１（Ｃ）の部材）の表面に形成された微小凹部の凹凸ピッチを観察した表面形状データを示す。
図１５に示したように、ＰＴ１処理を施した部材の凹凸ピッチ（凸部の間隔或いは凹部の間隔）の最小値と最大値の範囲が０．５４１～１．１６４μｍ程度の範囲（言い換えると、凹凸ピッチの最小値が０．５４１μｍ程度以上で、最大値が１．１６４μｍ程度以下である。）、凹部深さの最小値と最大値の範囲が０．０２６～０．１２０μｍμｍ程度の範囲（言い換えると、凹凸深さの最小値が０．０２６μｍ程度以上で、最大値が０．１２０μｍ程度以下）であった。

【0048】

本実施の形態における表面形状データと抗カビ性の関係のまとめを、図１６に示す。
餅によるカビ抵抗性試験の結果、２つの外部機関の試験結果を考慮すると、抗カビ性（抗カビ効果）については、Ｍ処理を施した試料（部材）が最も抗カビ性が高く、次いでＰ６０処理を施した試料，ＰＴ１処理を施した試料の抗カビ性があることが確認できた。

【0049】

すなわち、本発明によれば、ショット材を投射するショット材投射処理により、部材の表面に、無数の微小凹部であって、その凹凸ピッチ（凸部の間隔或いは凹部の間隔）の最小値と最大値の範囲が０．５μｍ～５０μｍ程度の範囲であり、凹部深さの最小値と最大値の範囲が、測定バラツキ、製造バラツキなどを考慮すると、０．０１μｍ～２．５μｍ程度の範囲である微小凹部をランダムに形成することで、その表面に抗カビ性を付与することができる。

【0050】

また、本発明において、前記凹凸ピッチ（凸部の間隔或いは凹部の間隔）の最小値と最大値の範囲が２０μｍ～５０μｍ程度の範囲であり、凹部深さの最小値と最大値の範囲が０．８μｍ～２．３μｍ程度の範囲である微小凹部をランダムに形成することで、その表面により一層高い抗カビ性を付与することができる。

【0051】

このように、本発明によれば、ショット材を投射して表面に微小凹部を無数にランダムに形成するショット材投射処理（或いは微小凹凸形成処理、マイクロディンプル処理）を施すことにより、部材の表面に、微小凹部を無数にランダムに形成することで、その表面に、抗カビ効果（作用）を生じさせることができる。

【0052】

なお、本発明には、ショット材投射処理などを施すことにより無数にランダムに形成した微小凹部を表面に有する型を用いた転写により、部材の表面に微小凹部を無数に形成する場合も含まれる。

【0053】

すなわち、本発明によれば、ショット材投射処理（或いは微小凹凸形成処理、マイクロディンプル処理）などに基づいて、部材の表面に微小凹部を無数にランダムに形成することで、部材の表面に抗カビ性を持たせる抗カビ表面処理方法、及び抗カビ性（或いはカビ増殖抑制効果）を有する抗カビ部材を提供することができる。

【0054】

ここで、本発明者等は、付随的ではあるが、各試料の表面の水の接触角、表面自由エネルギの水素結合成分について調べてみた。

【0055】

なお、接触角、表面自由エネルギの水素結合成分は、「ぬれ性」、「親水性」を表す指標の一つである（図１８参照）。
ここでは、協和界面科学株式会社のポータブル接触角計ＰＣＡ－１１を用いて、部材の表面の接触角と表面自由エネルギの水素結合成分を取得（測定）した。

【0056】

各試料の水の接触角、表面自由エネルギの水素結合成分を調べた結果をまとめた図を、図１７に示す。
図１７から、部材の表面に、無数の微小凹部であって、その凹凸ピッチ（凸部の間隔或いは凹部の間隔）の最小値と最大値の範囲が０．５μｍ～５０μｍ程度の範囲であり、凹部深さの最小値と最大値の範囲が０．０１μｍ～２．５μｍ程度の範囲である微小凹部をランダムに形成した部材であって、その表面の水の接触角が５０°以上である場合には、その表面に抗カビ効果（作用）を生じさせることができるものと考えられる。なお、表面の水の接触角が８０°以上であれば、より高い抗カビ効果（作用）を生じさせることができるものと考えられる。

【0057】

また、図１７から、部材の表面に、無数の微小凹部であって、その凹凸ピッチ（凸部の間隔或いは凹部の間隔）の最小値と最大値の範囲が０．５μｍ～５０μｍ程度の範囲であり、凹部深さの最小値と最大値の範囲が０．０１μｍ～２．５μｍ程度の範囲である微小凹部をランダムに形成した部材であって、その表面の表面自由エネルギの水素結合成分が１５ｍＪ以下である場合には、その表面に抗カビ効果（作用）を生じさせることができるものと考えられる。なお、表面の表面自由エネルギの水素結合成分が１１ｍＪ以下であれば、より高い抗カビ効果（作用）を生じさせることができるものと考えられる。

【0058】

また、図１７から、部材の表面に、無数の微小凹部であって、その凹凸ピッチ（凸部の間隔或いは凹部の間隔）の最小値と最大値の範囲が０．５μｍ～５０μｍ程度の範囲であり、凹部深さの最小値と最大値の範囲が０．０１μｍ～２．５μｍ程度の範囲である微小凹部をランダムに形成した部材であって、その表面の水の接触角が５０°以上であり、かつ、その表面の表面自由エネルギの水素結合成分が１５ｍＪ以下である場合には、その表面に抗カビ効果（作用）を生じさせることができるものと考えられる。なお、表面の水の接触角が８０°以上であり、かつ、表面の表面自由エネルギの水素結合成分が１１ｍＪ以下であれば、より高い抗カビ効果（作用）を生じさせることができるものと考えられる。

【0059】

なお、本発明者等は、微小凹部のサイズが抗カビ効果に影響することとは別に、微小凹部が形成された部材表面の水の接触角、表面自由エネルギの水素結合成分が抗カビ効果に影響しているとの知見を得ているが、それは以下の通りである。
カビの胞子の大きさは、一般的なもので２～１０μｍ程度であるが、カビが発育する条件（カビが発育する＝カビの胞子から菌糸が成長する）は、湿度と温度が高く、栄養源があることである。ここで、大前提として金属は無機物なので金属自体は栄養源にならないためカビは発育しない。金属表面についたキズに手垢などの汚れが溜まり、それを栄養源としてカビが発育する。今回実施したカビ抵抗性試験について簡単に説明すると、ステンレス表面にカビ胞子を噴霧し乾燥させた後、栄養源となる液体培地を噴霧して、２６°Ｃ／９５％の環境下で７日間の試験をしている。つまり、カビ胞子の上部に栄養源となる水分が存在している状態であり、抗カビのイメージとしては、抗カビ効果の違いで微小凹部の形状を理解し易いように大げさに異ならせて表示しているが、図１９で示したようなイメージである。

【0060】

すなわち、図１９に示した抗カビ効果のない面（図１７において、水の接触角が５０°（或いは８０°）より小さい場合や表面の表面自由エネルギの水素結合成分が１５ｍＪ（或いは１０ｍＪ）より大きい場合）では、微小凹部の内部に水分が存在するので、発育条件が整い、菌糸が成長する。
一方、図１９に示した抗カビ効果のある面（図１７において、水の接触角が５０°（或いは８０°）以上の場合や表面の表面自由エネルギの水素結合成分が１５ｍＪ（或いは１０ｍＪ）以下の場合）においては、微小凹部の内部に水分がないため、カビの発育条件が整わず、菌糸の成長が阻害されるものと考えられる。

【0061】

ところで、本実施の形態では、ディンプル状の微小凹部をショット材投射処理により、無数にランダムに形成することとして説明したが、例えば、部材の表面に化学研磨（化学エッチング）或いはプラズマ処理（例えばアルゴンボンバード処理）などを施して微小凹凸を無数にランダムに形成することもできる。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明に係る微小凹部は、化学エッチング、プラズマ処理、ショット材投射処理などの少なくとも一つ或いはこれらを適宜に組み合わせることによって形成することも可能である。
なお、化学研磨（化学エッチング）としては、例えば、塩酸・硝酸・硫酸・リン酸などの酸性薬剤や塩化鉄（III）などを任意の割合で水溶液に調製し使用することが想定される。

【0062】

また、部材の表面に微小凹凸を形成することには、化学エッチング、プラズマ処理、ショット材投射処理などに基づいて（利用して）形成した微小凹凸をその表面に有する型を用いて、例えば転写等により、処理対象接触部材等の部材の表面に複合凹凸形状（複合ディンプル）を形成する場合なども含まれるものである。

【0063】

なお、本発明に係る抗カビ部材は、例えば、抗カビ性が求められる部材全般に適用でき、例えば、保管容器、収容容器（例えば、ホッパー等の容器）、運搬器具（ベルトコンベアの粉体載置部など）、滑落器具（例えば、シューターなど）、ふるい、撹拌器具、調理用ボール、調理用器具、手術用器具、医療用器具、水回り（風呂場、洗面所、台所、トイレなど）に用いられる部材などを含む各種の部材に適用可能である。

【0064】

また、本発明に係る抗カビ部材は、車両用の吊手（つり革のグリップ部分）、その他の取っ手或いは持ち手（グリップ）、ドアノブ、ハンドル、トイレ用品、台所用品、洗面用品など人や動物が触れる部材など、抗カビ（或いはカビ増殖抑制）等の目的のために用いられる部材であれば適用可能である。

【0065】

また、本実施の形態は、例えばステンレス材であれば、処理前のベース材の♯４００、♯７００、２Ｂ等、表面の仕上げ仕様には拘らず、特に非磁性のオーステナイト系のステンレス（ＳＵＳ３０３、３０４、３１６など）、どれでも同等の効果が得られると考えられる。また、ステンレス材以外の金属材料（例えば、鉄の場合には、例えばスチール（ＳＳ４００など）、アルミニウム、チタン等の金属製或いは合金製など）であっても本発明は適用可能である。

【0066】

なお、本発明に係る抗カビ部材は、樹脂製部材とすることも可能であり、その材料は特に限定されるものではない。例えばセラミックスとすることも可能である。

【0067】

また、本発明に係る部材は、ブロック状、プレート状、シート状などあらゆる形が想定され、その形状・サイズなどは特に限定されるものではない。

【0068】

ここで、本実施の形態に係るショット材投射処理（或いは微小凹凸形成処理、マイクロディンプル処理）は、既知の噴射装置により、上述したようなメディア（ショット材、研磨材粒子）を噴射して処理対象接触部材等の部材の表面に衝突させることで行うことができる。

【0069】

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

【0070】

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

【0071】

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

【0072】

ここで、本発明では、微小凹凸形成処理、マイクロディンプル処理、微粒子投射処理などのショット材投射処理により（或いは基づいて）形成された凹凸表面を形状或いは構造面から特定するために、レーザ加工等で予め設計された図面に従って形成される幾何学的かつ規則的な凹凸形状とは全く異なり、ディンプル状の微小凹部と凹部周辺に稜線状の凸部が、それぞれの形状、ピッチ、深さが無数にランダムに形成されているという特定方法を用いている。
すなわち、「ショット材投射処理により（或いは基づいて）、その表面に微小凹部を形成した」という表現を用いる代わりに、「部材の表面に、ディンプル状の凹部とその周辺に稜線状の凸部からなる微小凹部を無数にランダムに形成した」などの特定方法（表現）を用いている。
しかしながら、先行技術などとの対比において、上記特定方法（表現）では、ショット材投射処理により形成された凹凸表面を、他と区別した特徴的な特定方法（表現）として採用することが難しくなる場合も想定される。

【0073】

このため、「ショット材投射処理により（或いは基づいて）表面に微小凹凸を形成する」という特定方法（表現）により、ショット材投射処理により（或いは基づいて）形成された凹凸表面を特定せざるを得ない状況が想定される。
従って、ショット材投射処理により形成された微小凹凸を形状、構造、特性等により特定することには、本願出願時において不可能・非現実的事情が存在しており、「ショット材投射処理により（或いは基づいて（転写などの場合を考慮））表面に微小凹凸を形成することで」という表現を用いざるを得ない場合があることについて、以下に説明しておく。

【0074】

ショット材投射処理は、投射粒（メディア）を、圧縮空気を介し秒速数十から百ｍ以上の速度で加工対象表面に衝突させ、有意な寸法変化を伴わずに、その縁に凸部を有する略球面状のミクロンサイズの微小凹部を不規則に加工面の略全面に形成するものであり、ショット材投射処理においてメディアが衝突して微小凹部が形成される際には、クレーター状に、その周囲が隆起して凸部が形成され（図２０参照）、この隆起した凸部は、他のメディアが衝突することで、凹まされるため凸部の高さは不規則となる。

【0075】

これに対して、レーザ加工や切削加工等の機械的加工は規則正しい凹部が形成されると共に、除去加工であるため凸部は形成されない（凹部の形成に伴って凸部が隆起されることはない）。このため、レーザ加工や切削加工等の機械的加工における微小凹部の周囲の凸部の高さは被加工材（レーザ加工されている部材）の表面（元々の素材表面）の高さに一致している（図２１参照）。

【0076】

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

【0077】

しかし、ショット材投射処理により形成される表面テクスチャ（形状）によって得られる効果（粉体付着抑制効果）は、研磨や研削処理などの表面を削って傷を付与する処理により形成される表面形状（テクスチャ）からは予想できない格別なものである。
また、数ミリオーダーのメディアを衝突させて残留応力を付与して疲労限を改善するショットピーニング処理からは、ショット材投射処理を施した表面が粉体付着抑制効果を有するといったことは到底予測できないものである。

【0078】

このように、ショット材投射処理により形成される微小凹凸は無数に不規則に（ランダムに）形成され、微小凹部及びその周囲の凸部の形状は不規則であり、その不規則性が本発明により奏される作用効果の源になっていることに鑑みれば、ショット材投射処理により形成された表面テクスチャ（形状）を特定するための用語として、「ショット材投射処理により形成された」という表現を用いる以外には、ショット材投射処理により形成された表面を特定することはできない。
以上のように、ショット材投射処理により形成された微小凹凸を形状、構造、特性等により特定することには、本願出願時において不可能・非現実的事情が存在している。

【0079】

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

【符号の説明】

【0080】

１ 餅
２ 半紙
１０ 餅
１１ 比較対照（未処理のＳＵＳ３０４プレート）
２０ 餅
２１ ＰＴ１処理を施したＳＵＳ３０４プレート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【手続補正書】

【提出日】2021-01-26

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

部材の表面に、凹凸ピッチが最小値０．５μｍから最大値５０μｍの範囲にあり、当該凹凸ピッチに関連する凹部の深さが最小値０．０１μｍから最大値２．５μｍの範囲にある微小凹凸を無数にランダムに形成することで、部材の当該表面に付着したカビの繁殖を抑制する抗カビ作用を持たせることを特徴とする部材の抗カビ表面処理方法。

【請求項2】

前記微小凹凸が形成された表面の水の接触角が８０°以上であることを特徴とする請求項１に記載の部材の抗カビ表面処理方法。

【請求項3】

前記微小凹凸が形成された表面の表面自由エネルギの水素結合成分が１０ｍＪ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の部材の抗カビ表面処理方法。

【請求項4】

前記微小凹凸を、ショット材を投射する投射処理に基づいて形成することを特徴とする請求項１～請求項３の何れか１つに記載の部材の抗カビ表面処理方法。

【請求項5】

部材の表面に、凹凸ピッチが最小値０．５μｍから最大値５０μｍの範囲にあり、当該凹凸ピッチに関連する凹部の深さが最小値０．０１μｍから最大値２．５μｍの範囲にある微小凹凸を無数にランダムに有し、部材の当該表面に付着したカビの繁殖を抑制する抗カビ作用を持たせたことを特徴とする抗カビ部材。

【請求項6】

前記微小凹凸が形成された表面の水の接触角が８０°以上であることを特徴とする請求項５に記載の抗カビ部材。

【請求項7】

前記微小凹凸が形成された表面の表面自由エネルギの水素結合成分が１０ｍＪ以下であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の抗カビ部材。

【請求項8】

前記微小凹凸は、ショット材を投射する投射処理に基づいて形成されることを特徴とする請求項５～請求項７の何れか１つに記載の抗カビ部材。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0008】

このため、本発明に係る部材の抗カビ表面処理方法は、
部材の表面に、凹凸ピッチが最小値０．５μｍから最大値５０μｍの範囲にあり、当該凹凸ピッチに関連する凹部の深さが最小値０．０１μｍから最大値２．５μｍの範囲にある微小凹凸を無数にランダムに形成することで、部材の当該表面に付着したカビの繁殖を抑制する抗カビ作用を持たせることを特徴とする。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0009】

上記本発明において、前記微小凹凸が形成された表面の水の接触角が８０°以上であることを特徴とすることができる。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0010】

また、上記本発明において、前記微小凹凸が形成された表面の表面自由エネルギの水素結合成分が１０ｍＪ以下であることを特徴とすることができる。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0011】

また、上記本発明において、前記微小凹凸を、ショット材を投射する投射処理に基づいて形成することを特徴とすることができる。

【手続補正6】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0012】

本発明に係る抗カビ部材は、
部材の表面に、凹凸ピッチが最小値０．５μｍから最大値５０μｍの範囲にあり、当該凹凸ピッチに関連する凹部の深さが最小値０．０１μｍから最大値２．５μｍの範囲にある微小凹凸を無数にランダムに有し、部材の当該表面に付着したカビの繁殖を抑制する抗カビ作用を持たせたことを特徴とする。

【手続補正7】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0013】

上記本発明において、前記微小凹凸が形成された表面の水の接触角が８０°以上であることを特徴とすることができる。

【手続補正8】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0014】

また、上記本発明において、前記微小凹凸が形成された表面の表面自由エネルギの水素結合成分が１０ｍＪ以下であることを特徴とすることができる。

【手続補正9】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0015】

また、上記本発明において、前記微小凹凸を、ショット材を投射する投射処理に基づいて形成することを特徴とすることができる。

【手続補正10】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0077】

しかし、ショット材投射処理により形成される表面テクスチャ（形状）によって得られる効果（粉体付着抑制効果や抗カビ効果）は、研磨や研削処理などの表面を削って傷を付与する処理により形成される表面形状（テクスチャ）からは予想できない格別なものである。
また、数ミリオーダーのメディアを衝突させて残留応力を付与して疲労限を改善するショットピーニング処理からは、ショット材投射処理を施した表面が粉体付着抑制効果や抗カビ効果を有するといったことは到底予測できないものである。

【手続補正書】

【提出日】2021-04-21

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

部材の表面に、
微小凹凸であって、最小値０．５μｍから最大値５０μｍの範囲にある凹凸ピッチに関連する凹部の深さが最小値０．０１μｍから最大値２．５μｍの範囲にある微小凹凸を無数にランダムに形成することで、部材の当該表面に付着したカビの繁殖を抑制する抗カビ作用を持たせることを特徴とする部材の抗カビ表面処理方法。

【請求項2】

前記微小凹凸が形成された表面の水の接触角が８０°以上であることを特徴とする請求項１に記載の部材の抗カビ表面処理方法。

【請求項3】

前記微小凹凸が形成された表面の表面自由エネルギの水素結合成分が１０ｍＪ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の部材の抗カビ表面処理方法。

【請求項4】

前記微小凹凸を、ショット材を投射する投射処理に基づいて形成することを特徴とする請求項１～請求項３の何れか１つに記載の部材の抗カビ表面処理方法。

【請求項5】

部材の表面に、
微小凹凸であって、最小値０．５μｍから最大値５０μｍの範囲にある凹凸ピッチに関連する凹部の深さが最小値０．０１μｍから最大値２．５μｍの範囲にある微小凹凸を無数にランダムに有し、部材の当該表面に付着したカビの繁殖を抑制する抗カビ作用を持たせたことを特徴とする抗カビ部材。

【請求項6】

前記微小凹凸が形成された表面の水の接触角が８０°以上であることを特徴とする請求項５に記載の抗カビ部材。

【請求項7】

前記微小凹凸が形成された表面の表面自由エネルギの水素結合成分が１０ｍＪ以下であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の抗カビ部材。

【請求項8】

前記微小凹凸は、ショット材を投射する投射処理に基づいて形成されることを特徴とする請求項５～請求項７の何れか１つに記載の抗カビ部材。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0008】

このため、本発明に係る部材の抗カビ表面処理方法は、
部材の表面に、
微小凹凸であって、最小値０．５μｍから最大値５０μｍの範囲にある凹凸ピッチに関連する凹部の深さが最小値０．０１μｍから最大値２．５μｍの範囲にある微小凹凸を無数にランダムに形成することで、部材の当該表面に付着したカビの繁殖を抑制する抗カビ作用を持たせることを特徴とする。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0012】

本発明に係る抗カビ部材は、
部材の表面に、
微小凹凸であって、最小値０．５μｍから最大値５０μｍの範囲にある凹凸ピッチに関連する凹部の深さが最小値０．０１μｍから最大値２．５μｍの範囲にある微小凹凸を無数にランダムに有し、部材の当該表面に付着したカビの繁殖を抑制する抗カビ作用を持たせたことを特徴とする。