JP2021000702A - 抗菌表面処理方法、及び抗菌部材 - Google Patents
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Abstract
Description
部材の表面にディンプル状の微小凹部を無数に形成することで、部材の表面に抗菌作用を持たせることを特徴とする。
部材の表面にディンプル状の微小凹部を無数に形成することで、部材の表面に抗菌作用を持たせたことを特徴とする。
かかる知見は、ディンプル状の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であり、上述したように、これまでの知見からは予測不能な作用効果である。
試験方法は、表面処理(表面テクスチャ)の異なる試料(試験片)について、フィルム密着法による抗菌力評価試験を行った。
試験菌株:Escherichia coli NBRC3972株
接種菌液濃度:3.3×105 CFU/mL
菌液接種量:0.4mL
試験面積:40×40mm角
被覆フィルム:エスクリニカパックL、積水化学工業(株)製
試験温度:35°C
試験時間:8時間
生菌数測定には大腸菌群用微生物培地シート(JNC(株)製)を用いた。
生菌数測定は、試料を滅菌生理食塩水9.6mLで洗い、この洗い出した液中の生菌数濃度を測定することで行った。
後述する試料(2)〜(5)は、この試料(1)に対して各種の表面処理を施したものである。
なお、「SUS304 ♯400 MW」は、試料(1)に対してディンプル状の微小凹部を形成する表面処理(マイクロディンプル処理)を施したもので、SUS304からなるステンレス製の板材の表面に、(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)を施している。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MWと称する。
なお、この処理後の表面は、図3に示すように、比較的大きめのディンプル状の凹部が無数にランダムに形成されている。参考までに、面粗さRa=0.263μm、面粗さRz=2.285μm程度の表面である。
次に、例えば、2種類目のメディア(商品名「フジランダム(カーボランダム)」、粒番号C♯3000(最大粒子径13μm以下、累積高さ50%点の粒子径4.0±0.5μm)のSiC(炭化珪素))を、1/数(例えば0.4)MPa程度の圧縮空気と共に被加工面に投射処理(投射加工)を行った。
上述した仕様の異なるメディアを二段階に分けて投射加工を行う微小凹凸形成処理(マイクロディンプル処理)を、ここではP43と称する。
なお、試料(3)は、図4に示すように、表面に、ディンプル状の微小凹部が無数にランダムに形成されている。参考までに、面粗さRa=0.252μm、面粗さRz=3.238μm程度の表面である。
このような投射加工を行う微小凹凸形成処理(マイクロディンプル処理)を、ここではPT1と称する。
なお、試料(4)は、図5に示すように、表面に、ディンプル状の微小凹部が無数にランダムに形成されている。参考までに、面粗さRa=0.042μm、面粗さRz=0.689μm程度の表面である。
なお、「SUS304 ♯400 WS」は、試料(1)に対してディンプル状の微小凹部を形成する表面処理(マイクロディンプル処理)を施したもので、具体的には、IKKショット株式会社製の一般研掃用(for hard blasting)のショット(スチールショット)TSH−60を投射圧力1/数(例えば0.04程度)MPaで投射したのち、#20000のダイヤモンド粉を投射圧力1/数(例えば0.2程度)MPaで投射する処理を施した。
#20000のダイヤモンド粉としては、例えば、砥粒研磨用のメディア、すなわち、担持体としての弾性体(所謂ゴム)に、粒径0.5〜1.0μmのダイヤモンドを練り込んだもので、加工面に向けて噴射して衝突したときに弾性体であるゴムが変形することで硬いダイヤモンド粉が相手材表面にめりこんで微細な凹部を形成することができるといったメディアを利用することができる。
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WSと称する。
なお、「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、その表面は、高度の反射率を持つ準鏡面仕上げである(筋状の研磨目が多少残っている)。
後述する試料(7)〜(10)は、この試料(6)に対して各種の表面処理を施したものである。
なお、試料(7)「SUS304 ♯700 MW」は、試料(6)に対して上記MW処理を施した試料である。
なお、試料(8)「SUS304 ♯700 P43」は、試料(6)に対して、上記P43処理の微小凹凸形成処理(マイクロディンプル処理)を施した試料である。
なお、試料(9)「SUS304 ♯700 PT1」は、試料(6)に対して、上記PT1の微小凹凸形成処理(マイクロディンプル処理)を施した試料である。
なお、試料(10)「SUS304 ♯700 WS」は、試料(6)に対して上記WS処理を施した試料である。
図6(A)に示した表は、実施例としてSUS304 #400に各マイクロディンプル処理を施した試料(試験片)の平均凹凸ピッチ(隣接する凸部の間隔)(μm)と抗菌活性値を表している。
R=(Ut−U0)−(At−U0)=Ut−At
R:抗菌活性値
U0:無加工試験片の接種直後の生菌数(生きている菌の数)の対数値
Ut:無加工試験片の24時間後の生菌数の対数値の平均値(但し、今回は24時間後ではなく8時間後で計算)
At:表面処理加工済み試験片の24時間後の生菌数の対数値の平均値(但し、今回は24時間後ではなく8時間後で計算)
無加工試験片は図1の試料(1)に相当し、表面処理加工済み試験片は上記試料(2)から(5)に相当する。
なお、図10に示すように、実測した微小凹凸の凸部の間隔は、約1.7〜7.3μm程度の範囲にあり、凹部深さは約0.2〜1.0μm程度の範囲にあった。
なお、図10に示すように、実測した微小凹凸の凸部の間隔は、約0.4〜1.0μm程度の範囲にあり、深さは約0.04〜0.17μm程度の範囲にあった。
すなわち、本実施の形態によれば、図11、図5、図10等の結果を考慮すると、試料(3、(4)のように、ショット材の粒径が、3μm程度以下、或いは1〜3μm程度の範囲、或いは1μm程度以下であれば、抗菌或いは滅菌、殺菌効果(或いは菌増殖抑制効果)を生じさせることができるものと思われる。
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。
部材の菌と接触する表面にディンプル状の微小凹部を無数に形成することで、部材の当該表面に抗菌作用を持たせることを特徴とする。
部材の菌と接触する表面にディンプル状の微小凹部を無数に形成することで、部材の当該表面に抗菌作用を持たせたことを特徴とする。
部材の菌と接触する表面にディンプル状の微小凹部を、ショット材を投射する投射処理により無数に形成することで、部材の当該表面に抗菌作用を持たせることを特徴とする。
部材の菌と接触する表面にディンプル状の微小凹部を、ショット材を投射する投射処理により無数に形成することで、部材の当該表面に抗菌作用を持たせたことを特徴とする。
部材の菌と接触する表面に、無数のディンプル状の微小凹部であって、その凹凸ピッチの最大値が7.3μm以下であり最小値が0.4μm以上であり、その凹部の深さの最大値が1.0μm以下であり最小値が0.04μm以上である微小凹部を、ショット材を投射する投射処理により形成することで、部材の当該表面に抗菌作用を持たせることを特徴とする。
ショット材を投射する投射処理により無数に形成されるディンプル状の微小凹部であって、その凹凸ピッチの最大値が7.3μm以下であり最小値が0.4μm以上であり、その凹部の深さの最大値が1.0μm以下であり最小値が0.04μm以上である微小凹部を有する部材の菌と接触する表面を備えることで、部材の当該表面に抗菌作用を持たせたことを特徴とする。
Claims (10)
- 部材の表面にディンプル状の微小凹部を無数に形成することで、部材の表面に抗菌作用を持たせることを特徴とする抗菌表面処理方法。
- 前記ディンプル状の微小凹部が形成されるピッチが、8.0μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の抗菌表面処理方法。
- 前記ディンプル状の微小凹部が形成されるピッチが、0.4μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の抗菌表面処理方法。
- 前記ディンプル状の微小凹部が形成されるピッチが、0.4〜8.0μmであることを特徴とする請求項1に記載の抗菌表面処理方法。
- 前記ディンプル状の微小凹部は、ショット材を投射する投射処理により形成することを特徴とする請求項1〜請求項4の何れか1つに記載の抗菌表面処理方法。
- 部材の表面にディンプル状の微小凹部を無数に形成することで、部材の表面に抗菌作用を持たせたことを特徴とする抗菌部材。
- 前記ディンプル状の微小凹部が形成されるピッチが、8.0μm以下であることを特徴とする請求項5に記載の抗菌部材。
- 前記ディンプル状の微小凹部が形成されるピッチが、0.4μm以下であることを特徴とする請求項5に記載の抗菌表面処理方法。
- 前記ディンプル状の微小凹部が形成されるピッチが、0.4〜8.0μmであることを 特徴とする請求項5に記載の抗菌部材。
- 前記ディンプル状の微小凹部は、ショット材を投射する投射処理により形成されることを特徴とする請求項6〜請求項9の何れか1つに記載の抗菌部材。
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