(57)【要約】【課題】  光触媒を使用したセルフクリーニング機構により接水表面の殺菌・洗浄を行うことができる水取扱い物品又は水取扱い部材であって、紫外線光源の配置場所の自由度が大きく、除菌・洗浄したい接水表面上に配置された光触媒をより確実に活性化することができ、更に場合によっては接水表面近傍の雰囲気の殺菌も行うことが可能な水取扱い物品又は水取扱い部材を提供する。【解決手段】  露出表面を有し、当該露出表面の少なくとも一部が液体状態の水と接触し得る接水表面である表面露出部を有するトイレ装置などの水取扱物品において、光触媒を励起する励起光を出射可能な励起光出射面上に光触媒を含んでなる光触媒含有層を形成して、これを接水表面とし、更に光触媒含有層の裏面（背面）から紫外線を照射して光触媒を励起するようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
露出表面を有し、当該露出表面の少なくとも一部が液体状態の水と接触し得る接水表面である表面露出部と、光触媒を励起する励起光を出射可能な励起光出射面を有する励起光出射手段と、を含んでなる物品又は部材であって、
前記表面露出部の接水表面は、前記励起光によって励起される光触媒物質を含んでなる光触媒含有層が、前記励起光出射手段の励起光出射面上に配置され、当該励起光出射面上に配置された光触媒含有層が表面に露出している第一の領域を含んでなり、
前記第一の領域では、前記励起光出射手段の励起光出射面から出射される励起光が、光触媒含有層の非露出面側から照射されるようになっている、ことを特徴とする、前記物品又は部材。
【請求項２】
前記第一の領域における光触媒含有層の少なくとも一部は、前記励起光出射面から出射される励起光の一部を透過する励起光透過性光触媒含有層であり、当該励起光透過性光触媒含有層は、曲面形状を有するか又は屈曲部を有していてもよく、当該励起光透過性光触媒含有層を透過した励起光、又は前記励起光出射面から出射され、励起光透過性光触媒含有層を透過せずに、そのまま出射された励起光を、前記第一の領域における光触媒含有層の露出表面に照射できるようになっている、ことを特徴とする、請求項１に記載の物品又は部材。
【請求項３】
前記表面露出部の接水表面は、光触媒含有層が励起光不透過性の支持基体上に配置され、該支持基体上に配置された光触媒含有層が表面に露出している第二の領域を更に有し、前記第一の領域における光触媒含有層の少なくとも一部は、前記励起光出射面から出射される励起光の一部を透過する励起光透過性光触媒含有層であり、当該励起光透過性光触媒表面層を透過した励起光、又は前記励起光出射面から出射され、励起光透過性光触媒含有層を透過せずに、そのまま出射された励起光を、前記第二の領域の光触媒含有層の少なくとも一部の露出面に照射できるようになっているものである、ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の物品又は部材。
【請求項４】
前記光触媒含有層が、紫外線により励起される光触媒を含んでなり、前記前記励起光出射手段が、紫外線光源と、夫々その一方の表面が紫外線出射面となっている、表面形状が曲面であってもよい導光板、導光シート又は導光フィルからなる面発光部材と、を有し、前記面発光部材は、前記紫外線光源から出射された紫外線を前記紫外線出射面から出射する、請求項１乃至３の何れかに記載の物品又は部材。
【請求項５】
前記光触媒含有層が、紫外線により励起される光触媒を含んでなり、前記前記励起光出射手段が、紫外線光源と、夫々その一方の表面が紫外線出射面となっている、表面形状が曲面であってもよい板状、シート状又はフィルム状の紫外線透過性部材と、を有し、前記紫外線光源から出射された紫外線を前記紫外線透過性部材の他方の表面側から照射し、前記紫外線透過性部材を透過した紫外線を前記紫外線出射面から出射する、請求項１乃至３の何れかに記載の物品又は部材。
【請求項６】
前記紫外線光源は、２４０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下の波長領域にピークを有する紫外線を出射する紫外線発光ダイオードと、２８０ｎｍを越え４００ｎｍ以下の波長領域にピークを有する紫外線を出射する紫外線発光ダイオードと、含んでなる、ことを特徴とする、請求項４又は５に記載の物品又は部材。
【請求項７】
前記表面露出部の前記第一の領域における前記光触媒含有層は、前記面発光部材又は前記紫外線透過性部材と一体なってモジュール化されていることを特徴とする、請求項４乃至６の何れかに記載の物品又は部材。
【請求項８】
前記物品または部材が、水洗トイレ装置、水洗トイレタンク、洗濯機、加湿器、空気調和装置、冷蔵庫、冷凍庫、浄水器、ハンドドライヤー、浴槽、浴室の天井材、壁材および床材、洗面用シンク、流し台シンク、ドレン又は排水パン並びに排水トラップからなる群より選ばれる１つの物品、又は、当該１つの物品における部材である、請求項１乃至７の何れかに記載の物品又は部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露出表面の少なくとも一部が液体状態の水と接触し得る接水表面となっている、トイレ装置などの水を取り扱う物品又は部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
トイレ装置などの水を取り扱う物品の多くは、その露出表面の少なくとも一部が液体状態の水と接触し得る接水表面となっている。このような物品（以下、「水取扱い物品」ともいう。）においては、上記接水表面に汚れが付着しやすく、また湿潤環境になり易いことに起因して、カビ等の微生物が繁殖しやすいという問題がある。このため、上記接水表面を清浄化するために様々な工夫がなされている。
【０００３】
そのような工夫の一つとして、太陽光などの紫外線を含む光が常時照射されるような場合には、前記接水表面を光触媒物質で構成し、水が光触媒物質に接触した時に起こる光触媒反応によって発生するヒドロキシルラジカル（ＯＨラジカルともいう。）の強い酸化力により汚れの分解や殺菌を行う、所謂セルフクリーング機構を利用する方法が知られている（特許文献１）。
【０００４】
また、室内で使用される機器や、接水表面が装置筺体内に存在し、外部からの光照射が期待できない場合には、前記接水表面を光触媒物質で構成すると共に紫外線ランプなどの紫外線光源を付設し、紫外線を照射できるようにして、上記と同様なメカニズムにより汚れの分解除去や殺菌を行う方法も知られている（特許文献２）。
【０００５】
さらに、殺菌効果を有する洗浄液を前記接水表面に噴霧して殺菌・洗浄を行う技術も知られている。たとえば、トイレ装置の便器を清潔に保つために便器のボウル部へ次亜塩素酸水などの機能水を噴霧するもの、更にはトイレ装置に紫外線を照射する光源装置を付設し、紫外線の照射中にあるいは前記紫外線の照射が終了してから所定時間内に、前記機能水又は殺菌水を噴霧するもの（特許文献３参照）が知られている。
【０００６】
そして、上記特許文献３に記載されたトイレ装置によれば、光源装置の発熱によって生じる空気の流れを利用して、噴霧手段から噴霧された機能水又は殺菌水を例えば便器の後部のリム部の裏面にまでより行きわたらせることができ、便器のボウル部の略全面をより清潔に維持することができるとされている。
【０００７】
なお、特許文献３において使用される機能水又は殺菌水としては、殺菌水生成装置で水道水を電気分解して得られる次亜塩素酸水が使用されている。
【０００８】
さらに、特許文献３に記載されているトイレ装置では、前記ボウル部の表面に光触媒層を形成し、該光触媒層に紫外線を照射することによって周囲の水や酸素などにより活性酸素を発生させ、ボウル部表面を親水化して前記機能水又は殺菌水をボウル部表面に濡れ広がるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−２１３９６号公報
【特許文献２】特開２０１４−１６３２０３号公報
【特許文献３】特開２０１４−１６３１６２号公報
【特許文献４】特開平１０−０８５６０６号公報
【特許文献５】特開２０１６−０４９５１８号公報
【特許文献６】特開２０１６−０４９５１９号公報
【特許文献７】特開２０１６−０５０２９１号公報
【特許文献８】特開１０−２３７９２８号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】水環境学会誌  第２２巻  第１１号  ９１０−９１５  １９９９年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
光触媒を用いたセルフクリーニング機構を利用する場合には、紫外線などの励起光を光触媒に照射する必要がある。励起光としては、紫外線を含む自然光が一般的であるが、自然光を利用できない場合には、前記したように紫外線等の励起光の光源を設置する必要がある。ところが、水取扱い物品によっては、その内部構造の関係から励起光光源の設置位置が限られてしまうことが多く、浄化したいところに励起光を照射できない場合も多い。また、励起光照射が可能な場合であっても、光触媒作用によるＯＨラジカルの発生は、光触媒表面上に限られるため、光触媒が存在しない空間雰囲気（空間を満たす空気や貯留された水など）についてＯＨラジカルによる殺菌・洗浄を行うことはできない。更に、ＯＨラジカルの寿命は極めて短いことが知られており、殺菌・洗浄効果が得られる時間は、励起光が照射されている時間内に限られてしまう。
【００１２】
このように、光触媒を用いたセルフクルーニング機構には、適用可能な領域や時間が大きく制約される、別言すれば、光触媒が存在し且つ励起光照射が可能な領域で、実際に励起光が照射されている間しか殺菌・洗浄を行うことができないという問題がある。
【００１３】
特許文献３に記載された方法のように、次亜塩素酸水のような殺菌効果を有する洗浄液を併用すれば、洗浄液と接触する部分の殺菌・洗浄は可能になるが、次亜塩素酸水を得るためには水道水を電気分解するための特別な装置が必要になる。また、効果を得るためには被殺菌・洗浄体と洗浄液とを接触させる必要があるため、空間雰囲気の殺菌を行うには限界がある。たとえば洗浄液のミストを噴霧したとしても、ミストの滞在時間や、ミストの雰囲気中の濃度（存在密度）などの影響は避けられない。
【００１４】
そこで本発明は、光触媒を使用したセルフクリーニング機構により接水表面の殺菌・洗浄を行うことができる水取扱い物品又は水取扱い部材であって、紫外線光源の配置場所の自由度が大きく、殺菌・洗浄したい接水表面上に配置された光触媒をより確実に活性化することができ、更に場合によっては接水表面近傍の雰囲気の殺菌も行うことが可能な水取扱い物品又は水取扱い部材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者は、水取扱い物品について、接水表面となる露出表面を有する部材本体の内部等、これまで励起光光源を配置する空間としては利用できなかった所に励起光光源設置用空間を新たに設けて励起光光源を設置し、そこから出射された紫外線などの励起光により接水表面上に存在する光触媒を確実に活性化するようにできれば、上記課題を解決することができると考え、光触媒層の裏面（背面）から励起光を照射することを着想した。そして当該着想に基づき鋭意検討を行った結果、本発明を完成するに至った。
【００１６】
すなわち、本発明は、露出表面を有し、当該露出表面の少なくとも一部が液体状態の水と接触し得る接水表面である表面露出部と、光触媒を励起する励起光を出射可能な励起光出射面を有する励起光出射手段と、を含んでなる物品又は部材であって、
前記表面露出部の接水表面は、前記励起光によって励起される光触媒物質を含んでなる光触媒含有層が、前記励起光出射手段の励起光出射面に上に配置され、当該励起光出射面に上に配置された光触媒含有層が表面に露出している第一の領域を含んでなり、
前記第一の領域では、前記励起光出射手段の励起光出射面から出射される励起光が、光触媒含有層の非露出面側から照射されるようになっている、ことを特徴とする、前記物品又は部材である。
【００１７】
上記本発明の物品又は部材においては、前記第一の領域における光触媒含有層の少なくとも一部は、前記励起光出射面から出射される励起光の一部を透過する励起光透過性光触媒含有層であり、当該励起光透過性光触媒含有層は、曲面形状を有するか又は屈曲部を有していてもよく、当該励起光透過性光触媒含有層を透過した励起光、又は前記励起光出射面から出射され、励起光透過性光触媒含有層を透過せずに、そのまま出射された励起光を、前記第一の領域における光触媒含有層の露出表面に照射できるようになっていることが好ましい。
【００１８】
また、前記表面露出部の接水表面は、光触媒含有層が励起光不透過性の支持基体上に配置され、該支持基体上に配置された光触媒含有層が表面に露出している第二の領域を更に有し、前記第一の領域における光触媒含有層の少なくとも一部は、前記励起光出射面から出射される励起光の一部を透過する励起光透過性光触媒含有層であり、当該励起光透過性光触媒表面層を透過した励起光、又は前記励起光出射面から出射され、励起光透過性光触媒含有層を透過せずに、そのまま出射された励起光を、前記第二の領域の光触媒含有層の少なくとも一部の露出面に照射できるようになっているものであることも好ましい。
【００１９】
前記本発明の物品又は部材において、紫外線により励起される光触媒を用い、（１）前記励起光出射手段が、紫外線光源と、夫々その一方の表面が紫外線出射面となっている、表面形状が曲面であってもよい導光板、導光シート又は導光フィルムからなる面発光部材と、を有し、前記面発光部材は、前記紫外線光源から出射された紫外線を前記紫外線出射面から出射するものであるか、又は（２）前記励起光出射手段が、紫外線光源と、夫々その一方の表面が紫外線出射面となっている、表面形状が曲面であってもよい板状、シート状又はフィルム状の紫外線透過性部材と、を有し、前記紫外線光源から出射された紫外線を前記紫外線透過性部材の他方の表面側から照射し、前記紫外線透過性部材を透過した紫外線を前記紫外線出射面から出射するものであることが好ましい。
【００２０】
さらに、上記（１）及び（２）の態様において、前記紫外線光源は、２４０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下の波長領域にピークを有する紫外線を出射する紫外線発光ダイオードと、２８０ｎｍを越え４００ｎｍ以下の波長領域にピークを有する紫外線を出射する紫外線発光ダイオードと、含んでなることが好ましく、また、前記表面露出部の前記第一の領域における前記光触媒性表面層は、前記面発光部材又は前記紫外線透過性部材と一体なってモジュール化されていることが好ましい。
【００２１】
本発明の物品又は部材は、水洗トイレ装置、水洗トイレタンク、洗濯機、加湿器、空気調和装置、冷蔵庫、冷凍庫、浄水器、ハンドドライヤー、浴槽、浴室の天井材、壁材および床材、洗面用シンク、流し台シンク、ドレン又は排水パン並びに排水トラップからなる群より選ばれる１つの物品、又は、当該１つの物品における部材であることが好ましい。
【００２２】
なお、光触媒を用いた殺菌・分解・洗浄に関しては、（ａ）空気調和装置において、調和した空気中の臭気、細菌、その他の汚染物を酸化分解又は死滅させるために使用する光触媒フィルタについて、光触媒全体に紫外線を照射することができなくても所望の光触媒能力を発揮させる技術（特許文献４）や（ｂ）養殖魚や鑑賞魚などの水生生物の飼育水を殺菌するための紫外線殺照射装置において、光触媒層を有する窓材の裏側から紫外線を照射してセルフクリーニング性を発揮しながら水の紫外線殺菌を行う技術（特許文献５、６及び７）が知られている。しかし、これら技術は、フィルタや紫外線照射装置そのものに関するものであり、光源を配置することができなかった空間に光源を配置するという発想は無い。また、特許文献４、５、６及び７には、これら技術を、空気調和装置のフィルタや水の殺菌装置以外の、上記したような水取扱い物品に適用することに関する記載は存在しない。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では、例えばトイレ装置におけるトイレ装置本体の内部や、排水トラップにおける配管や筒状部材の外側など、従来は励起光光源の設置場所として利用できなかった空間に励起光光源を配置することができるので、励起光光源配置場所の自由度が高くなるばかりでなく、内部の空間を有効に利用でき、コンパクト化を図ることも可能となる。しかも、裏面（背面）照射法を採用しているので、このような場所に励起光光源を設置しても確実に光触媒に対して励起光を照射できる。さらに、光触媒層に励起光透過性を持たせることにより、裏面（背面）照射されない光触媒層に対して、表面から励起光を照射したり、励起光が紫外線である場合には、空間雰囲気を紫外線殺菌したりすることも可能となる。
【００２４】
また、水取扱い物品や水取扱い部材の接水表面は流水と接する機会が多いことから、これら流水による流体物理洗浄効果が期待できるが、本発明では、その流体物理洗浄効果をより高めることができる。なぜならば、ＯＨラジカルによる酸化分解効果が高くなると、汚れ物質は、より低分子で親水性の高い物質に分解されるため、表面に分解残渣が付着していたとしても、流水により簡単に除去できるようになるからである。すなわち、このような相乗効果により、高いセルフクリーニング効果を得ることが可能となる。したがって、本発明の水取扱い物品や水取扱い部材では、人手による清掃頻度を少なくすることができ、しかも、汚れを落とすためにブラシで激しく擦る必要が無くなり、例えばスポンジなどの柔らかい清掃器具を用いても簡単に汚れを落とすことができる。その結果、表面を傷めることもなくなり、物品や部材の長寿命化を図ることもできる。
【００２５】
なお、紫外線によって励起される光触媒の層に対する紫外線透過性や紫外線そのものによる殺菌効果については紫外線の波長依存性があり、波長の長い紫外線ほど光触媒に吸収され難く、裏面（背面）照射した時に厚い光触媒の層でも活性化（励起）させ易い（非特許文献１参照）。また、２６５ｎｍ周辺の波長領域の紫外線は殺菌効果が高い。このため、２４０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下の波長領域にピークを有する紫外線を出射する紫外線発光ダイオードと、２８０ｎｍを越え４００ｎｍ以下の波長領域にピークを有する紫外線を出射する紫外線発光ダイオードと、を含んでなる紫外線光源を用いることにより、紫外線によって励起される光触媒層に紫外線透過性を持たせた時の上記効果をより高くすることができる。また、前記表面露出部の前記第一の領域における前記光触媒性表面層を、前記面発光部材又は前記紫外線透過性部材と一体化して、取り外し可能なモジュールとすることにより、メンテナンスを容易にすることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本図は、本発明の物品の一つであるトイレ装置１００を説明するための模式図である。
【図２】本図は、本発明で好適に使用できる紫外線出射手段の紫外線出射面上に光触媒含有層を形成した、第一の領域の状態を示す図である。
【図３】本図は、本発明で好適に使用できる他の紫外線出射手段の紫外線出射面上に光触媒含有層を形成した、第一の領域の状態を示す図である。
【図４】本図は、本発明で好適に使用できる更に他の紫外線出射手段の紫外線出射面上に光触媒含有層を形成した、第一の領域の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の物品又は部材は、露出表面を有し、当該露出表面の少なくとも一部が液体状態の水と接触し得る接水表面である表面露出部と、光触媒を励起する励起光を出射可能な励起光出射面を有する励起光出射手段と、を含んでなる物品又は部材であって、前記表面露出部の接水表面は、前記励起光によって励起される光触媒物質を含んでなる光触媒含有層が、前記励起光出射手段の励起光出射面に上に配置され、当該励起光出射面に上に配置された光触媒含有層が表面に露出している第一の領域を含んでなり、前記第一の領域では、前記励起光出射手段の励起光出射面から出射される励起光が、光触媒含有層の非露出面側から照射されるようになっている、ことを特徴とする。
【００２８】
本発明の物品又は部材は、露出表面を有し、当該露出表面の少なくとも一部が液体状態の水と接触し得る接水表面である表面露出部を有する物品（水取扱い物品）又は部材（以下、「水取扱い部材」ともいう。）である必要がある。これら物品または部材の中でも、効果の有用性が高いという理由から、人の住環境又は生活環境において、人が直接利用する水の供給、水の使用又は排水廃棄のために使用する機器、装置、設備等の物品およびこれらに用いられる部材（以下、それぞれ「生活用水取扱い物品」および「生活用水取扱い部材」ともいう。）であることが好ましい。ここで、人が直接利用する水の供給とは、たとえば飲料水や水道水の供給であり、水の使用とは、たとえばトイレの水洗、洗浄、洗顔、洗髪、シャワー、入浴、洗濯、加湿やアイロンかけ用のスチーム発生など、人が水を利用する行為にかかわる水の使用であり、排水廃棄とは、たとえば上記の水の使用の結果発生した排水の他、空気調和機の熱交換器等で発生したドレン、窓や浴室内における結露水などの不要の廃棄などである。
【００２９】
本発明における好適な「生活用水取扱い物品」及び「生活用水取扱い部材」を具体的に例示すれば、水洗トイレ装置、水洗トイレタンク、洗濯機、加湿器、空気調和装置、冷蔵庫、冷凍庫、ハンドドライヤー、浄水器、浴槽、浴室の天井材、壁材および床材、洗面用シンク、流し台シンク、ドレン又は排水パン並びに排水トラップからなる群より選ばれる１つの物品、又は、当該１つの物品における部材などを挙げることができる。
【００３０】
本発明の物品または部材における励起光出射手段は、前記光触媒含有層に含まれる光触媒を励起する励起光を出射可能な励起光出射面を有するものであれば特に限定されないが、通常、励起光光源を有し、当該励起光光源から出射された励起光を前記励起光出射面から出射するものが使用される。このような励起光出射手段としては、（Ｉ−１）励起光光源と、励起光を透過する窓材と、を有し、前記窓材の後方（裏面側）に前記励起光光源を配置し、当該励起光光源から出射された励起光を、前記窓材を透過させ、その表面から出射するようにしたもの、（Ｉ−２）励起光光源と、光ファイバなどの光伝送手段と、励起光を透過する窓材と、を有し、前記励起光光源を任意の場所に設置して前記光伝送手段により励起光を前記窓材の後方（裏面側）に導き、導かれた励起光を、前記窓材を透過させ、その表面から出射するようにしたもの、（ＩＩ−１）励起光光源と、導光板、導光シート又は導光フィルムと、を有し、励起光光源を導光板等の側端部に配して、導光板等の側端面より励起光を入射させて光出射面（励起光出射面）から出射するようにしたもの、（ＩＩ−２）励起光光源と、光ファイバなどの光伝送手段と、導光板、導光シート又は導光フィルムと、を有し、前記励起光光源を任意の場所に設置して前記光伝送手段により励起光を導いて導光板等の側端面より入射させて光出射面（励起光出射面）から出射するようにしたもの等を挙げることができる。
【００３１】
励起光は、光触媒を励起する波長の光であれば特に限定されないが、一般に、紫外線で励起される光触媒は活性が高く、入手も容易であることから、励起光としては紫外線を使用することが好ましい。この場合、上記（Ｉ−１）〜（ＩＩ−２）の励起光出射手段は紫外線手段となり、励起光光源及び励起光出射面は、夫々紫外線光源及び紫外線出射面となる。
【００３２】
励起光として紫外線を使用する場合、励起光光源となる紫外線光源としては、紫外線（以下、紫外線をＵＶと略記することもある。）光源として良く知られている水銀ランプやエキシマランプを使用することもできるが、小型、省電力、長寿命、水銀を使用しない、瞬時の点灯・消灯が可能である、といった理由から紫外線発光ダイオード（以下、ＵＶ−ＬＥＤと略記することもある。）を使用することが好ましい。
【００３３】
ところで、前記したように、紫外線によって励起される光触媒を含む層に対する紫外線透過性や紫外線そのものによる殺菌効果については紫外線の波長依存性があることが知られている。すなわち、波長の長い紫外線ほど、裏面（背面）照射したときに光触媒層の露出表面を活性化し易く（非特許文献１参照。）、また、２６５ｎｍ周辺の波長領域の紫外線は殺菌効果が高い。このため、光触媒含有層に対して裏面（背面）から紫外線を照射して光触媒層の表面（露出表面）を強く励起して高活性化するという観点からすると、長波長、たとえば２８０ｎｍを越え４００ｎｍ以下、特に２９０ｎｍ以上３９０ｎｍ以下の波長領域の紫外線を照射することが好ましい。一方、光触媒含有層に紫外線透過性を持たせて、透過した紫外線を雰囲気の紫外線殺菌や（他の部分の）光触媒含有層への露出面からの照射による活性化に使用する場合は、２４０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下、特に２５０ｎｍ以上２７０ｎｍ以下の波長領域の紫外線を照射することが好ましい。さらに、上記両方の効果を得るためには、２８０ｎｍを越え４００ｎｍ以下の波長領域の紫外線と２４０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下の波長領域の紫外線とを同時に照射することが好ましい。このような理由から、ＵＶ−ＬＥＤを使用する場合には、２４０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下の波長領域にピークを有する紫外線を出射するＵＶ−ＬＥＤと、２８０ｎｍを越え４００ｎｍ以下の波長領域にピークを有する紫外線を出射するＵＶ−ＬＥＤと、を併用することが好ましい。また、安全性のためにオゾン発生を防止するという観点から、照射する紫外線は２００ｎｍ未満の波長を有する紫外線を含まないことが好ましい。
【００３４】
本発明の物品又は部材は、前記表面露出部の接水表面は、前記励起光によって励起される光触媒物質を含んでなる光触媒含有層が、前記励起光出射手段の励起光出射面上に配置され、当該励起光出射面上に配置された光触媒含有層が表面に露出している第一の領域を含んでなる。
【００３５】
ここで、前記光触媒含有層としては、光触媒物質のみからなる薄膜層や有機及び／又は無機の基材中に光触媒物質の微粒子が分散した構造を有する薄膜層が好適に採用される。光触媒物質としては光触媒作用を示すことが知られている物質、たとえばＴｉＯ２、ＳｒＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＣｄＳ，ＳｎＯ２、ＷＯ３等が特に制限なく使用できるが、光触媒効果の高さの観点から、ＴｉＯ２又はＴｉＯ２系光触媒物質を使用することが好ましい。
【００３６】
光触媒物質のみからなる薄膜層は光触媒物質を用いたスパッタリング法や蒸着法、更にはＣＶＤ方などにより形成することができる。この場合における当該薄膜層の一般的な膜厚は１００ｎｍ〜１０μｍであり、好ましい膜厚は１５０ｎｍ〜５μｍである。
【００３７】
一方、有機又は無機の基材中に光触媒物質の微粒子が分散した構造を有する薄膜層は、有機及び／又は無機バインダー中に光触媒物質の微粒子が分散した所謂光触媒コーティング剤を塗布して硬化させることにより形成することができる。この場合における当該薄膜層の一般的な膜厚は０．３〜５０μｍであり、好ましい膜厚は０．５〜１０μｍである。また、上記有機又は無機の基材は、通常、上記光触媒コーティング剤のバインダー成分の硬化体であり、このような基材中に分散する光触媒物質の濃度は、質量基準で０．５〜２０質量％、特に１〜１５質量％とすることが好ましい。また、光触媒物質の微粒子の粒子径は透過型電子顕微鏡撮影の画像の画像解析によって求められる１次粒子が５ｎｍ〜１μｍの範囲であればよいが、光触媒機能の高さの観点から上記１次粒子の粒子径が５〜５０ｎｍであることが好ましい。
【００３８】
前記したように、光触媒含有層が紫外線により励起され、且つ紫外線透過性を有する場合には、裏面（背面）照射により光触媒含有層を活性化させることができるばかりでなく、紫外線透過性光触媒含有層を透過した紫外線（以下、「透過紫外線」ともいう。）を周辺雰囲気の紫外線殺菌や（他の部分の）光触媒含有層への露出面からの照射による活性化に利用することができる。このようなメリットが得られるという理由から、光触媒含有層の少なくとも一部は紫外線透過性を有することが好ましい。光触媒含有層に紫外線透過性を持たせるために、上記有機又は無機の基材、特に第一の領域の光触媒含有層における基材は、紫外線透過性を有する物質で構成されることが好ましく、光触媒含有層形成の容易さから、「その硬化体が紫外線及び前記光触媒物質の励起光に対して透過性を有するバインダー」の硬化体であることが好ましい。上記バインダーとしては、ケイ酸塩系バインダー、無機コロイド系バインダー、金属アルコキシド系バインダー等の無機バインダー、フッ素樹脂系バインダー等の有機系バインダー又はこれらの組み合わせを使用することができる。
【００３９】
紫外線透過性が更に高くなるという理由から、前記光触媒含有層は、前記特許文献６に開示されているような、「光触媒物質と、その硬化体が紫外線及び該光触媒物質の励起光に対して透過性を有するバインダーとを含んでなる硬化性組成物を硬化させて得た硬化体を粉砕して得た複合光触媒粒子と、その硬化体が紫外線及び前記光触媒物質の励起光に対して透過性を有するバインダーと、を含有してなることを特徴とする光触媒コーティング用組成物」の硬化体からなることが好ましい。
【００４０】
本発明においては、前記光触媒含有層が紫外線透過性を有しない場合でも紫外線出射面から出射された紫外線を周辺雰囲気の紫外線殺菌や（他の部分の）光触媒含有層への露出面からの照射による活性化に利用することもできる。すなわち、紫外線不透過性の光触媒含有層を紫外線出射面上に配置する場合に、紫外線出射面の全面を前記光触媒含有層で被覆するように配置するのではなく、紫外線出射面の一部が露出するようにすることにより、当該露出部から外部に出射された紫外線（以下、「非透過紫外線」ともいう。）を上記目的に使用することができる。裏面（背面）照射された光触媒含有層を活性化するという効果と、非透過紫外線による前記効果と、がムラなく均一に得られるという理由から、前記特許文献５に示されるように、紫外線出射面上に互いに独立した複数の光触媒含有層が実質的に均一に分散するように形成するか、又は光触媒含有層を打抜網状に、打抜き部が前記有効面上に実質的に均一に分散するように形成するかして、紫外線出射面の全面積に対する光触媒含有層の総面積の割合（％）で定義される被覆率が２〜９５％となるようにすることが好ましい。このとき、表面を凹凸のない滑らかな表面とするために光触媒含有層が形成されていない部分に、紫外線透過性の層を、光触媒含有層と同じ厚さで形成してもよい。
【００４１】
前記透過紫外線（光触媒層が紫外線以外で励起される場合は、透過励起光）及び非透過紫外線（光触媒層が紫外線以外で励起される場合は、非透過励起光）は、次のような効果をもたらす。第一に、裏面（背面）照射による光触媒含有層の活性化が不十分である場合、別の位置から出射された透過紫外線（透過励起光）及び非透過紫外線（非透過励起光）が光触媒含有層の露出面側から照射されることにより、高い活性化状態を得ることが可能になるという効果がもたらされる。第二に、対向する位置に紫外線光源（励起光光源）を設置することができず、また、裏面（背面）に紫外線出射面（励起光出射面）を配置することができないような接水表面、より具体的には、接水表面と対向する空間が狭小であるか又は物品等の機能を果たすために、外部光源の設置が不可能であり、且つ接水表面が存在する本体部分の肉厚が薄いため内部光源の設置が不可能であるような接水表面の上に形成された光触媒含有層（以下、「表裏照射困難光触媒含有層」ともいう。）の活性化が可能になるという効果がもたらされる。
【００４２】
本発明の物品又は部材においては、上記第一の効果が得られ易いという理由から、前記第一の領域における光触媒含有層の少なくとも一部は、前記励起光出射面から出射される励起光の一部を透過する励起光透過性光触媒含有層であり、当該励起光透過性光触媒含有層は、曲面形状を有するか又は屈曲部を有し、当該励起光透過性光触媒含有層の一部どうしが、（真正面又は斜め方向に）互いに向かい合うようなっており、当該励起光透過性光触媒含有層を透過した励起光（透過励起光：透過紫外線であってもよい。）、又は前記励起光出射面から出射され、励起光透過性光触媒含有層を透過せずに、そのまま出射された励起光（非透過励起光：非透過紫外線であってもよい。）を、前記第一の領域における（互いに向かい合った）光触媒含有層の露出表面に（相互に）照射できるようになっていることが好ましい。
【００４３】
また、前記第二の効果が得られ易いという理由から、前記表面露出部の接水表面は、光触媒含有層が励起光不透過性の支持基体上に配置され、該支持基体上に配置された光触媒含有層が表面に露出している第二の領域を更に有し、前記第一の領域における光触媒含有層の少なくとも一部は、前記励起光出射面から出射される励起光の一部を透過する励起光透過性光触媒含有層であり、当該励起光透過性光触媒表面層を透過した励起光（透過励起光：透過紫外線であってもよい。）、又は前記励起光出射面から出射され、励起光透過性光触媒含有層を透過せずに、そのまま出射された励起光（非透過励起光：非透過紫外線であってもよい。）を、前記第二の領域の光触媒含有層の少なくとも一部の露出面に照射できるようになっているものであることが好ましい。
【００４４】
以下、図面を参照して本発明の物品および部材について詳しく説明する。
【００４５】
図１に示す本発明の物品であるトイレ装置１００は、基本的には特許文献８（特開１０−２３７９２８号公報）の図１に記載されているトイレ装置と同様の構造を有する。すなわち、トイレ装置１００は、サイホンゼット式の水洗トイレ装置であり、ボウル部１１と給水源となるロータンク（図示せず）とを一体成形して便器本体１０が構成されると共に、前記ボウル部１１の下部には排水路３０が一体に成形されている。便器本体１０は、ゼット導水路２０と、リム通水路４０と、給水室５０と、を有してしている。ここで、前記ゼット導水路２０とは、前記ボウル部１１の底部に開口したゼット穴２１から前記排水路３０を指向して洗浄水を噴射させるもので、ゼット導水路入口２２からゼット穴２１にかけて、ボウル部１１の外周面に沿って弧状に形成されているものである。また、前記リム通水路４０とは、前記ボウル部１１の上縁部に形成したリム１２の下面に多数穿孔したリム射水穴４１からボウル部１１の内側面に沿って洗浄水を流下させるものである。
【００４６】
前記給水室５０は、前記ロータンクから供給された洗浄水を前記ゼット導水路２０及びリム通水路４０に供給するためのものであり、上部にリム通水路入口４２が、下部にゼット導水路入口２２が形成されている。そして、前記給水室５０内には、洗浄水をリム通水路入口４２に向けて偏向させる水流偏向手段６０が設けられており、給水室内に供給された洗浄水の一部を、ゼット導水路入口に流れて行くのと略同じタイミングでリム通水路に配水することができるようになっている。すなわち、前記給水室５０は洗浄水供給口側の上部空間からゼット導水路入口２２側の下部空間にかけて漸次絞られた下降通路をなし、給水室５０内に供給された洗浄水は、前記ゼット導水路入口２２に向かって勢いよく流れ落ちてゼット導水路２０に排水され、ゼット穴２１から排水路３０の入口に向かって直接的に噴出される。このとき、給水室５０内に供給された水の一部は、前記リム通水路入口４２からリム通水路４０へ供給され、リム射水穴４１から洗浄水が流下し、ボウル部１１の内側面を洗浄する。
【００４７】
トイレ装置１００では、リム１２の下面およびボウル部１１内側面が接水表面となっており、その露出面の一部は光触媒含有層となっている。図１の右側にリム１２周辺の部分拡大図を示しているが、リム１２のリム射水穴４１の周縁を含む下側の隔壁には紫外線出射手段７０が組み込まれており、その紫外線出射面上には透過性光触媒含有層８１が形成され、第一の領域となっている。すなわち、ボウル部開口周縁部にリング状に設けられたリム１２の下面のほとんどが透過性光触媒含有層８１で構成されている。
【００４８】
図２に、本発明で好適に使用できる“紫外線出射面に上に紫外線透過性光触媒含有層が形成された状態の紫外線出射手段”１を示した。図２に示される紫外線出射手段１では、上部に開口を有する箱型のケーシング６に殺菌効果の高い波長２４０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下の紫外線（ＵＶＣと略記することもある。）を発光するＵＶ−ＬＥＤ８及び光触媒物質であるＴｉＯ２の励起能があり、光触媒含有層を透過しやすい、波長２８０ｎｍを越え４００ｎｍの紫外線（ＵＶＡと略記することもある。）を発光するＵＶ−ＬＥＤ９を収容し、前記開口を紫外線透過性窓材２で塞いで窓部７が構成されている。窓材２はサファイア又は石英からなる窓材本体を有し、その外側面が紫外線出射面４となっており、その上に光触媒含有層３が形成されている。上記光触媒含有層３は、光触媒物質としてのＴｉＯ２微粒子とバインダーとしてシリカゾルを含む硬化性組成物を硬化させて得た複合光触媒粒子３ａと、上記バインダーと同じバインダーを含む光触媒コーティング用組成物を塗布して形成したものである。
【００４９】
このようにして形成した光触媒含有層３は、触媒が存在しないバインダーの硬化体３ｂからなる海の中に光触媒物質を高濃度で含む複合光触媒粒子３ａが均一に分散して点在するような海島構造を有している。このため、光触媒によるセルフクリーニング機能を発揮させるに十分な光触媒機能を有し、且つ高い紫外線透過性を有することができるようになっている。
【００５０】
図１では、紫外線出射面の全面を紫外線透過性光触媒含有層が覆う構造のものを使用したが、一部の紫外線出射面が露出するように多数の光触媒含有層を均一に分散させた紫外線出射手段を用いることもできる。図３にそのようなタイプの紫外線照射手段１´を示した。当該紫外線照射手段１´では、上部に開口を有する箱型のケーシング６´内に殺菌効果の高い波長２４０〜２８０ｎｍの紫外線（ＵＶＣ）を発光するＵＶ−ＬＥＤ８´及びＴｉＯ２光触媒の励起能があり、光触媒含有層を透過しやすい、波長２８０ｎｍを越え４００ｎｍの紫外線（ＵＶＡ）を発光するＵＶ−ＬＥＤ９´を収容し、前記開口を窓材２´で塞いで窓部７´が構成されている。窓材２´サファイア又は石英からなる窓材本体を有し、その外側面が紫外線出射面４´となっており、その上に光触媒含有層３´が形成されている。上記光触媒含有層３´は、紫外線出射面４´に形成された凹状の窪み５の内部に形成されている。この窪み５は内部に向かって深さ方向に拡径されているため、光触媒含有層３´が剥落し難くなっている。このとき紫外線が各光触媒含有層３´を通過する部分は直径Ｄの円形をしており、これが一定の間隔（最近接する光触媒含有層３´との距離である分散距離間隔）Ｌを隔てて上下左右に整列配置されている。紫外線出射面から紫外線を出射した場合には、各光触媒含有層３´は裏面（背面）からの紫外線照射により励起され、光触媒含有層３´が存在しない部分からは、そのまま外部に向かって紫外線が出射される。
【００５１】
図２および図３に示す紫外線出射手段は、前出のタイプ（Ｉ−１）に該当するものであるが、（Ｉ−２）、（ＩＩ−１）又は（ＩＩ−２）のタイプを使用することも勿論可能である。図４にタイプ（ＩＩ−１）の一例として、紫外線出射手段１´´を示した。紫外線出射手段１´´では、導光板２´´の一方の側壁面に、ＵＶＣを出射するＵＶ−ＬＥＤ８´´が多数配列収容されたケーシング６´´が配置され、ＵＶ−ＬＥＤ８´´から出射された紫外線が導光板２´´の紫外線出射面４´´から出射されるようになっている。そして、紫外線出射面４´´上には図２と同様の紫外線透過性光触媒含有層３´´が形成され、紫外線出射面４´´から紫外線が出射された場合には紫外線透過性光触媒含有層３´´が励起されるのと同時に、透過紫外線が外部に向かって出射されるようになっている。
【００５２】
図１のトイレ装置１００の前記ボウル部１１の内側面には、光触媒含有層８２が形成されている。当該光触媒含有層８２の下地は、便器本体１０のボウル部１１の内表面は紫外線非透過性であるので、接水表面８０の当該光触媒含有層８２で覆われる部分は、第二の領域となっている。
【００５３】
本発明の物品であるトイレ装置１００においては、図１の部分拡大図に示されるように、前記第一の領域の透過性光触媒含有層８１は、その裏面（背面）側から紫外線照射され、それ自身が励起されて光触媒としての機能を発揮する。また、透過性光触媒含有層８１を透過した一部の紫外線（図中、点線矢印で示される）は、光触媒含有層８２に、その露出面側から照射され、当該光触媒含有層８２に含まれる光触媒物質を励起し、光触媒機能を発揮させる。接水表面８０である透過性光触媒含有層８１の露出面及び光触媒含有層８２の露出面にはトイレ使用時に確実に水が供給される。また非使用時においても、便蓋が閉じられていれば、内部は、下部に水がたまった閉鎖空間となるので周辺雰囲気は湿度が高い状態となる。したがって、トイレ装置が使用されていないときに紫外線出射手段７０から紫外線を出射することにより、容易にセルフクリーニング機構による殺菌・洗浄を行うことができる。部分拡大図に示されるような、リム１２の下面（裏面）及びその周辺のボウル部１１の内側面は、一般に、狭小な隙間空間であり、外から見えにくく、また、ブラシなどが届きにくいため清掃が困難である。そのため、カビが成長して頑固な汚れ（除去し難い汚れ）となり易く、これを取り除くときにブラシで激しく擦って表面を傷めてしまうことが多い。これに対し、トイレ装置１００では、紫外線光源を点灯するだけで、簡単にセルフクリーニング機構が働くので、例えば、センシング技術を用いて人がトイレ内にいないことを検知して自動的に所定時間励起光源を点灯するようにする様にしたり、毎日、深夜に定期的に所定時間励起光源を点灯させたりすることによって、当該部分を常に清浄に保つことが可能である。そして、仮に汚れが溜まったとしても、当該汚れは光触媒作用による分解を受け、低分子化及び親水化しているため、例えばスポンジなどの柔らかい清掃器具を用いても簡単に除去することができる。したがって、物品や部材の表面を傷めることが無い。
【００５４】
以上、トイレ装置を例に本発明について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、前記した様々な水取扱物品や部材に適用可能である。たとえば、カビが発生し易く清掃が困難なユニットバスの天井材や壁材に適用すれば、天井の裏側や壁の裏側の活用されていないスペースに励起光源を設置できるので、配線の自由度も大きく、室内外観を損なうことが無い。また、これらのスペースは、防水されているので励起光源が液体状態の水に触れることが無く、漏電等の危険性を低くすることができる。排水トラップなどにおいても、配管部の外側に励起光源を設置することにより、同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１００・・・トイレ装置１００
１、１´、１´´・・・紫外線出射面に上に光触媒含有層を形成した紫外線出射手段
２、２´・・・紫外線透過性窓材
２´´・・・導光板
３、３´、３´´・・・光触媒含有層
３ａ・・・複合光触媒粒子
３ｂ・・・バインダーの硬化体
４（３の下地）、４´、４´´（３´´の下地）・・・紫外線出射面
５・・・凹状溝
６、６´、６´´・・・ケーシング
７、７´・・・窓部
８、８´・・・ＵＶＣを発光するＵＶ−ＬＥＤ
９、９´、９´´・・・ＵＶＡを発光するＵＶ−ＬＥＤ
１０・・・便器本体
１１・・・ボウル部１１
１２・・・リム
２０・・・ゼット導水路
２１・・・ゼット穴
２２・・・ゼット導水路入口
３０・・・排水路
４０・・・リム通水路
４１・・・リム射水穴
５０・・・給水室
６０・・・水流偏向手段
７０・・・紫外線照射手段
８０・・・接水表面
８１・・・第一の領域の透過性光触媒含有層
８２・・・第二の領域の光触媒含有層
【図１】
2018184716.tif 000003
【図２】
2018184716.tif 000004
【図３】
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【図４】
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