【手続補正書】
【提出日】令和3年10月8日(2021.10.8)
【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】
基材層の表層に過熱蒸気を接触させ、前記表層の微細な凹み、亀裂、分子間又は原子間の間隙を一時的に拡開する工程と、
キャタリスト層形成分子を含有するキャタリスト層形成剤を前記表層に接触させ、前記間隙に前記キャタリスト層形成分子を侵入させ基材表層と結合させてキャタリスト層を形成する工程と、
前記キャタリスト層の表層の少なくとも一部に機能層を形成する工程と、
を有し、前記キャタリスト層形成剤がドーピング金属分子を含むものであること、
を特徴とする基材層表層への機能層の形成方法。
【請求項２】
前記基材層の表層に過熱蒸気を接触させることで前記表層を活性化させ、活性化させた前記表層と前記キャタリスト層形成分子とを結合させることを特徴とする請求項１に記載の基材層表層への機能層の形成方法。
【請求項３】
前記機能層が、合金層、化合物層、混合物層、セラミック層、樹脂層、鍍金層、防護層又は犠牲防食層であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基材層表層への機能層の形成方法。
【請求項４】
前記キャタリスト層形成剤に粘性付与剤を添加したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の基材層表層への機能層の形成方法。
【請求項５】
前記キャタリスト層形成剤を前記表層に接触させた後に過熱蒸気を接触させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の基材層表層への機能層の形成方法。
【請求項６】
前記過熱蒸気が前記キャタリスト層形成剤を含有し、前記過熱蒸気を接触させる工程と当該基材層の表層にキャタリスト層を形成する工程とを同時に行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の基材層表層への機能層の形成方法。
【請求項７】
前記過熱蒸気が、酸性水溶液、水又はアルカリ水溶液のいずれかであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の基材層表層への機能層の形成方法。
【請求項８】
前記酸性水溶液を前記表層に接触させた後に、中性水溶液又は中性水溶液の過熱蒸気を前記表層に接触させる工程を設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の基材層表層への機能層の形成方法。
【請求項９】
過熱蒸気を発生させる過熱蒸気発生部と、移動方向の上流側から下流側に向けて前記基材層に近接して配置された複数の噴射ノズルとを準備し、前記噴射ノズルを上流側から順に、過熱蒸気を噴射する過熱蒸気噴射ノズル、キャタリスト層形成剤の過熱蒸気を噴射するキャタリスト層形成剤噴射ノズル、機能層形成剤を噴射する機能層形成剤噴射ノズルとして割り当てたこと、
を特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の基材層表層への機能層の形成方法。
【請求項１０】
前記過熱蒸気が前記キャタリスト層形成剤を含む場合に、前記過熱蒸気を一定圧力及び一定温度で保持して密閉する密閉容器を用いて、前記過熱蒸気噴射ノズルから噴射して前記基材層に接触させることを特徴とする請求項９に記載の基材層表層への機能層の形成方法。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の基材層表層への機能層の形成方法のための形成装置であって、
過熱蒸気を発生させる過熱蒸気発生部と、移動方向の上流側から下流側に向けて前記基材層に近接して配置された複数の噴射ノズルとを有し、前記噴射ノズルを上流側から順に、過熱蒸気を噴射する過熱蒸気噴射ノズル、キャタリスト層形成剤の過熱蒸気を噴射するキャタリスト層形成剤噴射ノズル、機能層形成剤を噴射する機能層形成剤噴射ノズルとして割り当てたこと、を特徴とする基材層表層への機能層の形成装置。
【請求項１２】
前記過熱蒸気が前記キャタリスト層形成剤を含む場合に、前記過熱蒸気を一定圧力及び一定温度で保持して密閉する密閉容器を有するとともに、前記過熱蒸気噴射ノズルを前記キャタリスト層形成剤噴射ノズルとして用いたことを特徴とする請求項１１に記載の基材層表層への機能層の形成装置。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれかに記載の方法によって前記基材層の表層に機能層を形成したことを特徴とする医療用器具。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、基材層の表層に、これら基材層の防錆、防食、保護、透水抑制、装飾、軽量化など種々の機能を目的として機能層を形成するに際し、前記機能層を前記表層に高い密着性で一体的に形成することのできる方法及びそのための装置に関する。
【手続補正３】
【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】
請求項１に記載する発明は、基材層の表層に過熱蒸気を接触させ、前記表層の微細な凹み、亀裂、分子間又は原子間の間隙を一時的に拡開する工程と、キャタリスト層形成分子を含有するキャタリスト層形成剤を前記表層に接触させ、前記間隙に前記キャタリスト層形成分子を侵入させ基材表層と結合させてキャタリスト層を形成する工程と、前記キャタリスト層の表層の少なくとも一部に機能層を形成する工程と、を有し、前記キャタリスト層形成剤がドーピング金属分子を含む方法としてある（図６(i)）。
過熱蒸気の接触により既述の部分から水分等が蒸発し、体積が減少することで真空の潜熱を帯びた活性な表層状態となり、その後、キャタリスト層形成剤を形成する成分を含む水溶液（単に「キャタリスト層形成剤」と記載することもある）を接触（好ましくは過熱蒸気として接触）させることでキャタリスト層形成剤を基材層の表層に吸収させ、基材表層の潜熱と自己熱の関与によりキャタリスト層形成剤に含まれる水分が蒸発し、無数の凹みや亀裂などの空隙内に成分のみがドーピングされ基材表層と強固に一体化したキャタリスト層が形成されると推測できる。
なお、本発明において「汚れ」とは、金属加工時に発生した偏析し粗大化した結晶粒（イオン化傾向の高い結晶粒や塊を含む）や、結晶粒界に侵入したガス体又は／並びに介在物、さらには表層を覆う酸化被膜を指す。
【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】
本発明の方法によって基材層の表層に形成される前記機能層としては、請求項３に記載するように、合金層、化合物層、混合物層、セラミック層、樹脂層、鍍金層、防護層又は犠牲防食層のいずれかとすることができる。
請求項４に記載するように、前記キャタリスト層形成剤に粘性付与剤を添加してもよい。また、請求項５に記載するように前記キャタリスト層形成剤を前記表層に接触させた後に過熱蒸気を接触させてもよい（図６(vi)）。この方法は、塗布や浸漬によりキャタリスト層を形成する場合に特に有効である。
請求項６に記載するように、前記過熱蒸気の水溶液にキャタリスト層形成剤を含有させることで、前記過熱蒸気を接触させる工程と前記キャタリスト層を形成する工程とを同時に行うことができるようになる（図６(ii)(v)）。
【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】
前記ドーピング金属分子としては金属イオン分子や金属酸化物の分子を挙げることができる。
なお、前記基材層の表層に過熱蒸気を接触させる工程の前に、基材の組成に応じて酸性水溶液及びアルカリ水溶液を前記基材層に接触させる工程を設けてもよい（図６(iii) (iv)）。この酸性水溶液及びアルカリ水溶液は、過熱蒸気としてもよいし、過熱蒸気としなくてもよい。
【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】
請求項７に記載するように、前記過熱蒸気は酸性水溶液、水又はアルカリ水溶液のいずれかであってもよく、請求項８に記載するように、前記酸性水溶液を前記表層に接触させた後に、中性水溶液又はこの過熱蒸気を前記表層に接触させてもよい（図６(iii)(iv)参照）。
基材層の表層への過熱蒸気の接触、キャタリスト層形成剤の接触及び機能層形成剤の接触処理方法としては、例えば図５（ｂ）に示すように、各々の接触処理を行うチャンバー又は領域５を上流側から下流側に向けて順に配置し、上流側のチャンバー又は領域５から下流側のチャンバー又は領域５へ、コンベア６等で基材Ｗを矢印IIの方向に移動させながら各処理を順次行うバッチ処理方式を挙げることができる。
【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】
また、例えば請求項９及び図５（ａ）に示すように、過熱蒸気を発生させる過熱蒸気発生部と、基材層に近接して配置された複数の噴射ノズルとを準備し、前記噴射ノズルを上流側から順に、過熱蒸気を噴射する過熱蒸気噴射ノズル、キャタリスト層形成剤の過熱蒸気を噴射するキャタリスト層形成剤噴射ノズル、機能層形成剤を噴射する機能層形成剤噴射ノズルとして割り当て、これらノズルを一体的に前記表層に対して移動させるようにしてもよい。この場合、請求項１０に記載するように、前記過熱蒸気が前記キャタリスト層形成剤を含む場合に、前記過熱蒸気を一定圧力及び一定温度で保持して密閉する密閉容器を用いて、前記過熱蒸気噴射ノズルから噴射して基材に接触させるようにしてもよい。
このようにすることで、前記複数の噴射ノズルを通過させるだけで、過熱蒸気の接触、キャタリスト層の形成、機能性の形成を行うことができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
上記方法を実施するための本発明の基材層表層への機能層の形成装置は、請求項１１に記載するように、過熱蒸気を発生させる過熱蒸気発生部と、移動方向の上流側から下流側に向けてフープバッチ処理方式（別図５−Ｂ参照）や基材層に近接して配置された複数の噴射ノズル別図５−Ａ参照）とを有し、前記噴射ノズルを上流側から順に、過熱蒸気を噴射する過熱蒸気噴射ノズル、キャタリスト層形成剤の過熱蒸気を噴射するキャタリスト層形成剤噴射ノズル、機能層形成剤を噴射する機能層形成剤噴射ノズルとして割り当てた構成としてある。このようにすることで、基材層に強固に密着した機能層の形成を短時間で効率よく行うことができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
前記過熱蒸気が前記キャタリスト層形成剤を含む場合は、機能層形成の過程で揮発性のキャタリスト形成剤の成分が前記過熱蒸気から失われてしまわないように、請求項１２に記載するように、前記過熱蒸気が前記キャタリスト層形成剤を含む場合に、前記過熱蒸気を一定圧力及び一定温度で保持して密閉する密閉容器を有する構成とするとよい。なおこの場合は、前記過熱蒸気噴射ノズルを前記キャタリスト層形成剤の噴射ノズルとして用いることができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明の機能層の形成装置によれば、例えば上流側の噴射ノズルを過熱蒸気の噴射用に割り当て、下流側の噴射ノズルをキャタリスト層形成剤の噴射用に割り当てることで、過熱蒸気を基材層の表層に接触させた直後に、キャタリスト層を基剤層の表層に形成することできる。
また、機能層形成噴射ノズルを、前記キャタリスト層形成剤噴射ノズル又は過熱蒸気噴射ノズルよりも下流側に配置することで、過熱蒸気接触及びキャタリスト層形成の直後に樹脂塗装層等の機能層を形成することができる。
また、本発明はチタンやステンレスなどで形成された医療用器具にも好適に適用が可能である。請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれかに記載の基材層表層への機能層の形成方法を用いた医療用器具である構成としてある。また、本発明は、多積層コンデンサやコイル、回路基板などの電子部品にも適用が可能である。