(57)【要約】【課題】光触媒を利用して空間を効率良く浄化する空間の浄化方法を提供する。【解決手段】本発明に係る方法では、底部に床材が設置された空間の前記床材表面に光触媒を担持させ、前記光触媒にこの光触媒を活性化させる励起光を照射する。このため、励起光により床材表面の光触媒を励起し、この床材が設置されている空間において床材に沈降した病原体などの浄化対象物を、光触媒の光活性により酸化・分解するなどして不活性化して、この空間を浄化することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部に床材が設置された空間の前記床材表面に光触媒を担持させ、前記光触媒にこの光触媒を活性化させる励起光を照射することを特徴とする空間の浄化方法。
【請求項２】
請求項１において、前記床材上の人及び物の移動が１０分間以上途絶えた状態が維持された後に、前記前記光触媒に励起光を照射する空間の浄化方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記床材表面にかかる圧力と振動のうち少なくとも一方を検知する検知デバイスを用い、前記検知デバイスで検知される圧力が一定時間以上変化しない状態、或いは前記検知デバイスで振動が一定時間以上検知されない状態が維持された後に、前記光触媒に励起光を照射する空間の浄化方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、前記床材内に、励起光を放射する光源と、この光源から放射された励起光を前記光触媒まで導波する光導波路とを設け、この光源から光触媒へ励起光を照射する空間の浄化方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項において、前記床材に、この床材にかけられた圧力と振動のうち少なくとも一方によって発電する発電デバイスと、前記発電デバイスで発電された電力を蓄電する蓄電デバイスとを設け、前記蓄電デバイスから供給される電力で光源を発光させてこの光源から放射される励起光を前記光触媒に照射する空間の浄化方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項において、前記光触媒が可視光応答型光触媒であり、前記励起光が５００ｎｍ以下の波長を含む可視光である空間の浄化方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項において、前記可視光応答型光触媒の価電子帯の電位が３Ｖ（ｖｓ．ＳＨＥ，ｐＨ＝０）以上である空間の浄化方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項において、前記床材の表面が凹凸を有し、この床材の表面における直径１０ｃｍの球体と接触し得ない領域の平面視投影面積が、床材の表面全体の平面視投影面積の１０％以上である空間の浄化方法。
【請求項９】
表面に光触媒を担持する床材と、前記光触媒にこの光触媒を活性化させる励起光を照射する光源とを備えることを特徴とする空間の浄化設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒の光活性により空間を浄化する空間の浄化方法及び空間の浄化設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、グローバル化の推進で国際的な人の移動が活発化していることにより、ＳＡＲＳ（重症急性呼吸器症候群）やインフルエンザ等、飛沫感染を主として感染が拡大する感染症のリスクが強く懸念されている。
【０００３】
飛沫感染とは、病原体が患者の咳・くしゃみ・会話などによって空気中に飛び散り、他者がこれを吸入することにより感染することであり、感染予防としてはマスクの着用や、うがいやいわゆる咳エチケットの励行等が行われてきた。
【０００４】
しかし、マスクによる飛沫感染の予防は、マスクと皮膚の間の空隙から病原体が侵入することを防ごうとすると、着用時に不快感を感じるほどマスクを密着させることが必要である。また、一般にマスクに用いられているフィルターの細孔サイズは、細菌やウイルス等の病原体よりも大きく、完全な捕集効果を期待できないものである。
【０００５】
また、うがいや咳エチケットの励行は、個人の意識によるものであって、徹底することは難しい。
【０００６】
また、一般に、咳やくしゃみにより発生する飛沫は、一般に５μｍ以上の微粒子であり、１〜２ｍ程度の範囲までしか浮遊せず、数分以下の時間で床面や地面に落下するとされている。しかし、空気中であるいは落下後に水分が蒸発して５μｍ以下の微粒子になって飛散あるいは再飛散すると、長時間にわたって広範囲に拡散する危険性がある。このような５μｍ以下の微粒子を飛沫核と呼び、この飛沫核に含まれる病原体を吸入することにより感染することを飛沫核感染と呼ぶ。
【０００７】
よって、飛沫感染を主とする感染症の罹患リスクを低減するには、空間に存在する飛沫あるいは飛沫核の感染リスクを低減させる必要がある。
【０００８】
一方、感染症のリスクを低減する方法として、光触媒材料の利用が期待されている。光触媒材料は、エネルギー源として低コストかつ環境負荷が非常に小さい光を利用して、有機物や、窒素酸化物等の一部無機物を、酸化・分解する活性を発現することから、近年、環境浄化、脱臭、防汚、殺菌などの応用が進められている（特許文献１参照）。
【０００９】
光触媒としては、紫外線照射下で活性を発現する酸化チタンなどが広く知られているが、感染症のリスクを強く懸念される空間は、屋内あるいはそれに準じる空間であり、太陽光に含まれる紫外線の利用が難しい。そのため、可視光照射下で活性を発現する光触媒材料が必要であり、その研究・開発が進められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３６０１５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、光触媒による酸化・分解活性は、光触媒が担持された表面でしか発現しない。このため、たとえば手すりやドアノブなどの表面を感染症患者が触れて病原体が付着し、それを他の人が触れて感染する接触感染については、そのような表面に光触媒を担持することで、感染リスクの低減が期待できるが、空間における飛沫あるいは飛沫核感染のリスク低減には、効果を発現することが難しいと考えられてきた。
【００１２】
本発明は上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光触媒を利用して空間を効率良く浄化する空間の浄化方法、及び空間の浄化設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る空間の浄化方法は、底部に床材が設置された空間の前記床材表面に光触媒を担持させ、前記光触媒にこの光触媒を活性化させる励起光を照射することを特徴とする。
【００１４】
このため、励起光により床材表面の光触媒を励起し、この床材が設置されている空間において床材に沈降した病原体などの浄化対象物を、光触媒の光活性により酸化・分解するなどして不活性化して、この空間を浄化することができる。
【００１５】
本発明において、前記床材上の人及び物の移動が１０分間以上途絶えた状態が維持された後に、前記前記光触媒に励起光を照射することが好ましい。
【００１６】
この場合、床材上に沈降した浄化対象物が人や物の移動によって舞い上がらない状態が維持されて多くの浄化対象物が床材上に沈降した状態で励起光を光触媒へ照射することで、浄化対象物を更に効率良く不活性化することができる。
【００１７】
本発明において、前記床材表面にかかる圧力と振動のうち少なくとも一方を検知する検知デバイスを用い、前記検知デバイスで検知される圧力が一定時間以上変化しない状態、或いは前記検知デバイスで振動が一定時間以上検知されない状態が維持された後に、前記光触媒に励起光を照射することも好ましい。
【００１８】
この場合、検知デバイスによって床材上の人及び物の移動の有無を検知して、光触媒への励起光の照射を開始するための情報を得て、この情報に基づいて、床材上に沈降した浄化対象物が人や物の移動によって舞い上がらない状態が維持されて多くの浄化対象物が床材上に沈降した状態で励起光を光触媒へ照射することができ、浄化対象物を更に効率良く不活性化することができる。
【００１９】
本発明において、前記床材内に、励起光を放射する光源と、この光源から放射された励起光を前記光触媒まで導波する光導波路とを設け、この光源から光触媒へ励起光を照射することも好ましい。
【００２０】
この場合、別途に一般照明用の照明器具の光源などを使用することなく、光触媒へ励起光を照射することができる。
【００２１】
本発明において、前記床材に、この床材にかけられた圧力と振動のうち少なくとも一方によって発電する発電デバイスと、前記発電デバイスで発電された電力を蓄電する蓄電デバイスとを設け、前記蓄電デバイスから供給される電力で光源を発光させてこの光源から放射される励起光を前記光触媒に照射することも好ましい。
【００２２】
この場合、床材上の人や物の移動によって床材に圧力がかけられたり床が振動したりした場合に発電デバイスで発電して蓄電デバイスで蓄電することができ、この電力を光源から光触媒への励起光の照射に利用することができる。
【００２３】
本発明において、前記光触媒が可視光応答型光触媒であり、前記励起光が５００ｎｍ以下の波長を含む可視光であることも好ましい。
【００２４】
この場合、光子のエネルギーが充分に高い励起光を光触媒に照射して、光触媒に病原体の感染力を低減させるなどの浄化対象物の不活性化のために十分な酸化力を発揮させることができる。
【００２５】
本発明において、前記可視光応答型光触媒の価電子帯の電位が３Ｖ（ｖｓ．ＳＨＥ，ｐＨ＝０）以上であることも好ましい。
【００２６】
この場合、可視光応答型光触媒の励起により生成する正孔の酸化力が強くなり、酸化・分解活性が高くなって、浄化対象物を更に効率良く不活性化させることができる。
【００２７】
本発明において、前記床材の表面が凹凸を有し、この床材の表面における直径１０ｃｍの球体と接触し得ない領域の平面視投影面積が、床材の表面全体の平面視投影面積の１０％以上であることも好ましい。
【００２８】
この場合、床材の表面には人の歩行時に足裏と接触しにくい領域が多く形成され、この領域に沈着した浄化対象物が人の歩行等によって巻き上げられにくくなり、このため、床材の表面の光触媒に励起光を照射することで、浄化対象物が更に効率的に不活性化される。
【００２９】
本発明に係る空間の浄化設備は、表面に光触媒を担持する床材と、前記光触媒にこの光触媒を活性化させる励起光を照射する光源とを備えることを特徴とする。
【００３０】
このため、光源からの励起光により床材表面の光触媒を励起し、この床材が設置されている空間において床材に沈降した病原体などの浄化対象物を、光触媒の光活性により酸化・分解するなどして不活性化して、この空間を浄化することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、床材が設置されている空間を、この床材に担持させた光触媒の光触媒活性を利用して、効率良く浄化することができる。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００３３】
本実施形態に係る空間の浄化方法では、表面に光触媒を担持する床材で構成される浄化設備を用いて、底部にこの床材が設置されている空間の浄化をおこなう。浄化設備による浄化対象（浄化対象物）としては、床材が担持する光触媒の光触媒活性によって不活性化される種々のものが挙げられるが、例えば細菌やウイルス等の病原体、吸入性アレルゲンと呼ばれる室内塵、フケ、花粉、真菌、昆虫などに含まれるアレルゲンなどが挙げられる。
【００３４】
このような表面に光触媒を担持する床材の前記光触媒へ向けて光源から励起光を照射することで、この床材が設置されている空間において床材に沈降した浄化対象物を酸化・分解するなどして不活性化し、この空間を浄化することができる。例えば床材の表面に沈降した病原体を含む微粒子において、光触媒の酸化・分解作用により前記病原体の感染力が低下する。そのため、空間内での人や車両等の通行等により微粒子が舞い上げられて再飛散する際、あるいは微粒子に含まれている水分が蒸発して飛沫核として再飛散する際にも、病原体の感染力が低下しているため、空間における感染症の罹患リスクを低減することができる。
【００３５】
また、感染症の罹患リスクが高い空間は、室内やそれに準じる空間であり、このような空間を浄化設備を用いて浄化すれば、感染症の罹患リスクが著しく低減された空間を提供することができる。
【００３６】
床材は、空間の底部に設置されるのであればその種類は特に限定されず、例えば建材としての床材のほか、舗装材なども含まれる。床材が設置される空間は、建築物の室内などの閉じた空間であってもよく、屋外の道路上などの開放された空間であってもよい。
【００３７】
また、床材は表面に凹凸を有することが好ましく、特にこのような凹凸により、この床材の表面上に直径１０ｃｍの球体を配置した場合に床材表面に前記球体と常に接触し得ない領域が形成され、且つこの領域の平面視投影面積（見付け面積）が、床材の表面全体の平面視投影面積（見付け面積）の１０％以上となっていることが好ましい。床材の表面に前記のような凹凸を付与すると、床材の表面には人の歩行時に足裏と接触しにくい領域が多く形成され、この領域に沈着した浄化対象物は人の歩行等によって巻き上げられにくくなる。このため、床材の表面の光触媒に励起光を照射することで、浄化対象物が効率的に不活性化される。
【００３８】
床の表面に凹凸を付与する方法は特に限定されないが、例えば床材に凹凸プレスを施すなどして床材表面に凹凸形状を転写すること、床材の表面を切削して凹凸を形成すること、繊維束などで床材の少なくとも表層を形成すること、床材をレンガ状やタイル状に形成することで凹部を形成することなどが挙げられる。
【００３９】
光触媒は、その伝導帯と価電子帯との間のエネルギーギャップよりも大きなエネルギーの光（励起光）が照射された場合に、価電子帯中の電子の励起が生じて、伝導電子と正孔を生成しうる物質であれば特に限定されない。光触媒の具体例としては、酸化チタン、酸化タングステン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ジルコニウム、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化ゲルマニウム、酸化鉛、酸化カドミウム、酸化銅、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化ロジウム、酸化ニッケル、酸化レニウム、酸化ストロンチウムなどの酸化物；前記のような金属を複数含む金属酸化物；前記のような酸化物に窒素や金属イオンがドープされた金属酸化物などが挙げられる。また、光触媒として、前記のような金属酸化物の表面に金属や金属塩などの助触媒、光増感色素などを担持させたものであってもよい。
【００４０】
この光触媒は、特に可視光応答型光触媒であることが好ましい。この場合、太陽光からの紫外線の利用が困難な空間を浄化する場合でも、光触媒の活性化のために照明用途に用いられている可視光を利用することができ、特に室内あるいはそれに準じる空間などのように感染症の罹患リスクの高い空間の浄化に適する。
【００４１】
可視光応答型光触媒は、可視光領域に含まれる波長４００ｎｍ以上の光を受けて価電子帯中の電子の励起が生じる光触媒であれば特に限定されないが、価電子帯の電位が３Ｖ（ｖｓ．ＳＨＥ，ｐＨ＝０）以上であることが特に好ましい。可視光応答型光触媒の価電子帯の電位は、可視光応答型光触媒が励起された際に生成する正孔の酸化力に影響し、価電子帯の電位が３Ｖ（ｖｓ．ＳＨＥ，ｐＨ＝０）以上であると生成した正孔の酸化力が強くなり、酸化・分解活性が高くなって、浄化対象物を更に効率良く不活性化させることができる。このような可視光応答型光触媒の具体例としては、酸化タングステン、助触媒を担持した酸化チタン、助触媒を担持した酸化タングステン、助触媒を担持したセリウム等の金属イオンがドープされた酸化チタンなどが挙げられる。
【００４２】
床材の表面に光触媒を担持させる方法は特に限定されないが、具体例としては、光触媒を含有するコーティング材を床材の表面に塗布あるいは含浸させて乾燥・硬化させるなどのコーティング処理を施すことや、床材を作製する際に床材の表面を構成する材料に光触媒を練りこむことなどが挙げられる。
【００４３】
励起光の光源は、励起光を含む光を放射するのであれば特に限定されない。光源の具体例としては太陽や、蛍光灯、白熱電球、キセノンランプ、ハロゲンランプ、ブラックライト蛍光灯、発光ダイオード、有機エレクトロルミネッセンスを利用する照明器具などが挙げられる。
【００４４】
特に光触媒が可視光応答型光触媒である場合には、励起光として５００ｎｍ以下の波長を含む可視光を放射する光源を用いることが好ましい。この場合、光子のエネルギーが充分に高い励起光を光触媒に照射して、光触媒に病原体の感染力を低減させるなどの浄化対象物の不活性化のために十分な酸化力を発揮させることができる。このような光源としては、太陽、蛍光灯、白熱電球、キセノンランプ、ハロゲンランプ、青色の発光を含む発光ダイオード、青色の発光を含む有機エレクトロルミネッセンスを利用する光源などが挙げられる。
【００４５】
光触媒へ光源から励起光を照射する方法としては、例えば励起光を放射する照明器具等の光源を浄化設備に設け、この光源から床材の表面へ向けて光を照射することが挙げられる。また床材が設置されている空間を太陽光に曝露することで、床材表面に太陽光を照射することも挙げられる。
【００４６】
また、励起光を放射する照明器具などの光源を床材に埋設するなどして設けると共に、床材に前記光源から光触媒へ向けて励起光を導波する光導波路を設けてもよい。この場合、別途に一般照明用の照明器具の光源などを使用することなく、光触媒へ励起光を照射することができる。このため、例えば一般照明用の照明器具を人や車両等の通行が途絶えて照明が不要となった場合にこの照明器具を光触媒への励起光の照射だけのために使用する必要がなくなる。また、例えば床材内の光源を、たとえば避難誘導のための照明サインとして利用することも可能となる。床材に光導波路を設ける方法としては、特に限定されないが、床材の少なくとも表層をガラス等の光を透過する素材で形成すること、床材内に光源から光触媒まで励起光を伝送する光ファイバー等の光伝送デバイスを設けることなどが挙げられる。
【００４７】
空間を効率良く浄化するためには、励起光の照射前に空間内で床材上の人及び物（車両など）の移動が一定時間以上途絶えた状態が維持された後に、光触媒へ励起光を照射することが好ましい。更に前記人及び物の移動が途絶えた状態において、この空間内に空調設備や通風装置等による人工的な気流が発生していないことが好ましい。
【００４８】
病原体や吸引性アレルゲンなどの浄化対象物は空間内に気流が発生しているとこの気流に舞い上げられて空間内を浮遊する。例えば感染者の咳やくしゃみによって飛散した病原体は、咳やくしゃみに含まれる水分とともに微粒子として存在し、或いは空間に浮遊している埃等の微粒子に付着し、これらの微粒子は気流によって舞い上げられ、空間内に浮遊している。空間内での人や車両等の通行が途絶えていると、これらの浄化対象物は数分程度の時間で床材上に沈降するが、人や車両等の通行等が再開されると、再び床材上から舞い上げられ、空中に再飛散してしまい、また床材上に沈降してから長時間が経過すると、微粒子に含まれている水分が蒸発して、５μｍ以下の微粒子、すなわち飛沫核になって再飛散する危険性がある。
【００４９】
しかし、前記のように床材上の人及び物（車両など）の移動、或いは更に人工的な気流が途絶えた状態が一定時間以上維持されてから、光触媒へ励起光を照射すると、床材上に沈降した浄化対象物が人や物の移動等によって舞い上がらない状態を一定時間以上維持することができる。このため多くの浄化対象物が床材上に沈降した状態で励起光を光触媒へ照射して、浄化対象物を効率良く不活性化することができる。前記のように浄化対象物は数分程度の時間で床材上に沈降するので、励起光の照射前に床材上の人及び物の移動が途絶えた状態が維持される時間が１０分間以上維持されていれば、浄化対象物が床材上に充分に沈降した状態で励起光を光触媒へ照射することができ、空間の浄化の一層の効率化を図ることができる。尚、光源として一般照明用の照明器具を利用する場合には、人及び物（車両など）の移動がなければ通常は照明を点灯する必要はないが、この場合でも空間の浄化のためには、人などの移動が途絶えた状態が一定時間以上経過したら、照明を点灯することが好ましい。
【００５０】
床材上の人及び物の移動が一定時間以上途絶えた状態が維持される時間を検出するために、浄化設備に、床材表面にかかる圧力と振動のうち少なくとも一方を検知する検知デバイスを設けてもよい。この場合、検知デバイスの検知結果から、光源からの励起光の放射を開始するための情報を得ることができる。この検知デバイスとしては、圧力センサ、加速度センサ、振動センサ等の適宜のセンサデバイスが挙げられる。このような検知デバイスを用いると、床材上の人及び物の移動が途絶えている場合には、床材上の人及び物の移動が途絶えていれば、検知デバイスでは床材表面の圧力変化や床材の振動が検知されない。このような圧力変化や振動が検知されない状態が一定時間以上維持された後、励起光を光触媒へ照射することで、空間を効率良く浄化することができる。
【００５１】
また、前記検知デバイスを用いる場合に、更に浄化設備にＣＰＵなどを備える制御装置を設け、この制御装置で光触媒へ励起光を放射する照明器具を、検知デバイスにより圧力変化や振動が検知されない状態が一定時間以上維持された時点で点灯するように制御してもよい。この場合、空間の浄化を自動制御により効率的におこなうことができる。
【００５２】
また、浄化設備には、床材にかけられた圧力と振動のうち少なくとも一方によって発電する発電デバイスを設けると共に、この発電デバイスで発電された電力を蓄電する蓄電デバイスを床材に埋設するなどして設けてもよい。この場合、床材上の人や物の移動によって床材に圧力がかけられたり床が振動したりした場合に発電デバイスで発電し、電力を蓄電デバイスで蓄電することができる。発電デバイスとしては圧電素子が組み込まれた圧電発電装置が挙げられ、蓄電デバイスとしては適宜の二次電池が挙げられる。
【００５３】
更に、蓄電デバイスで蓄電された電力を、光触媒へ励起光を照射する照明器具などの光源へ供給し、この電力によって光源を点灯させてもよい。この場合、光源へ別途に電力を供給することを削減し、或いは省略することができ、特に光源を床材に埋設する場合には外部から床材へ電力を供給する困難さや煩雑さを解消することができる。また、床材上を人や物が移動している間に発電及び蓄電をし、床材上の人及び物の移動が途絶えてから前記蓄電された電力を利用して光源から励起光を光触媒へ照射すれば、発電、蓄電、及び電力の利用を効率良くおこなうことができる。
【実施例】
【００５４】
本発明の具体的な実施例について説明する。尚、本発明は下記の実施例に限定されない。
【００５５】
下記の実施例、比較例及び参考例における、空中浮遊菌数の測定法及び床面の生菌数の測定法は、次の通りである。
【００５６】
（空中浮遊菌数測定法）
空中浮遊菌サンプラー（ミドリ安全株式会社製  バイオサンプＭＢＳ−１０００）にて吸引流量毎分１００Ｌ、吸引時間１分、サンプリング量１００Ｌの条件で床面から高さ１ｍの空気を捕集し、この空気をサンプラー中の寒天培地に吹きつけることで、空中浮遊菌を採取した。その後、寒天培地を３５℃環境下にて４８時間保持することで採取した細菌を培養した後、可視コロニー数（ＣＦＵ）をカウントすることで、空中浮遊菌数を測定した。
【００５７】
（床面生菌数測定法）
対象とする床面に一般生菌数測定用スタンプ法培地（日水製薬株式会社製  クリーンスタンプ「ニッスイ」ＳＣＤ寒天）を軽く押しつけることで、床面の細菌を採取し、３５℃環境下にて４８時間保持することで採取した細菌を培養した後、可視コロニー数（ＣＦＵ）をカウントすることで、床面生菌数を測定した。
【００５８】
［実施例１］
反応容器中にテトラエトキシシラン（和光純薬工業株式会社製）５質量部、イオン交換水０．８質量部、濃度０．１ｍｏｌ／ｌのＨＣｌ水溶液０．０７質量部、エタノール９４．１３質量部を混合し、１６時間攪拌して、テトラエトキシシランの部分加水分解縮重合物の溶液を得た。
【００５９】
このテトラエトキシシランの部分加水分解縮重合物の溶液１００質量部と、アナターゼ型酸化チタン水分散液（石原産業株式会社製のＳＴＳ−０１、二酸化チタンの含有量３０質量％、価電子帯の電位３Ｖ（ｖｓ．ＳＨＥ，ｐＨ＝０））１０質量部を混合し、１時間攪拌して、紫外光応答型光触媒コーティング材を得た。
【００６０】
この紫外光応答型光触媒コーティング材を３００ｍｍ角のアルマイト板上に乾燥後の固形分量が０．５ｇ／ｍ２となるようスプレー塗装し、１００℃で３０分間加熱して乾燥・硬化させることで、評価サンプルである紫外光応答型光触媒コーティング処理板を得た。
【００６１】
この紫外光応答型光触媒コーティング処理板を東京大学駒場リサーチキャンパス内に存在する実験用住宅（木造２階建て）の２階の居室（６畳洋室）の床全面に亘って設置した。設置してから２４時間後に、消毒用エタノールにより裏面が消毒されたスリッパを着用した成年男性に、居室内の床面全体を歩行させた。この成年男性には歩幅７０ｃｍ、秒速１ｍで、床全体を蛇行（横方向に往復しながら順次縦方向に移動）するように歩行させた。歩行開始から終了まで約４０秒間を要した。歩行が終了してから３０分が経過した時点で、ブラックライトから紫外線光を、床面の平均紫外線放射照度が１ｍＷ／ｃｍ２となるように４時間照射した。
【００６２】
紫外線照射後、消毒用エタノールにより裏面が消毒されたスリッパを着用した成年男性に、前記と同じ条件で消毒用エタノールにより裏面が消毒されたスリッパを着用した成年男性に、居室内の床面全体を歩行させた。この歩行終了直後と、歩行終了から１時間経過した時点に、居室内の空中浮遊菌数を測定した。
【００６３】
空中浮遊菌を測定してから更に１時間が経過した時点で、居室内の紫外光応答型光触媒コーティング処理板上の床面中央における生菌数を測定した。
【００６４】
［実施例２］
アナターゼ型二酸化チタン（石原産業株式会社製のＳＴ−０１）をアンモニア気流中（１ＳＣＣＭ）、５５０℃で３時間アニールすることによって、３Ｖ（ｖｓ．ＳＨＥ，ｐＨ＝０）未満の電位に孤立準位を有する窒素ドープ二酸化チタン微粒子を得た。
【００６５】
この窒素ドープ二酸化チタン微粒子を蒸留水へ、この蒸留水に対する割合が１０質量％になるように加え、超音波分散により懸濁させた後、２４時間静置した。この静置後の液から上澄みを採取することで、窒素ドープ二酸化チタン微粒子分散液を得た。この分散液の一部を加熱乾燥して分散液中の窒素ドープ二酸化チタン微粒子の含有量を確認したところ、２．５質量％であった。
【００６６】
次に、反応容器中にテトラエトキシシラン（和光純薬工業株式会社製）を５質量部、イオン交換水を０．８質量部、濃度０．１ｍｏｌ／ｌのＨＣｌ水溶液０．０７質量部、及びエタノール９４．１３質量部を混合し、１６時間攪拌することで、テトラエトキシシランの部分加水分解縮重合物の溶液を得た。
【００６７】
このテトラエトキシシランの部分加水分解縮重合物の溶液１００質量部と、上記窒素ドープ二酸化チタン微粒子分散液１５０質量部とを混合し、１時間攪拌して、可視光応答型光触媒コーティング材を得た。
【００６８】
この可視光応答型光触媒コーティング材を３００ｍｍ角のアルマイト板上に乾燥後の固形分量が０．５ｇ／ｍ２となるようスプレー塗装し、１００℃で３０分間加熱して乾燥・硬化させることで、評価サンプルである可視光応答型光触媒コーティング処理板を得た。
【００６９】
この可視光応答型光触媒コーティング処理板を東京大学駒場リサーチキャンパス内に存在する実験用住宅（木造２階建て）の２階の居室（６畳洋室）の床全面に亘って設置した。設置してから２４時間後に、消毒用エタノールにより裏面が消毒されたスリッパを着用した成年男性に、居室内の床面全体を歩行させた。この成年男性には歩幅７０ｃｍ、秒速１ｍで、床全体を蛇行（横方向に往復しながら順次縦方向に移動）するように歩行させた。歩行開始から終了まで約４０秒間を要した。歩行が終了してから３０分が経過した時点で、白色蛍光灯から４００ｎｍ以下の波長をカットするＵＶカットフィルターを通して可視光を、床面での平均照度が３０００Ｌｘとなるように４時間照射した。
【００７０】
可視光照射後、消毒用エタノールにより裏面が消毒されたスリッパを着用した成年男性に、前記と同じ条件で消毒用エタノールにより裏面が消毒されたスリッパを着用した成年男性に、居室内の床面全体を歩行させた。この歩行終了直後と、歩行終了から１時間経過した時点に、居室内の空中浮遊菌数を測定した。
【００７１】
空中浮遊菌を測定してから更に１時間が経過した時点で、居室内の可視光応答型光触媒コーティング処理板上の床面中央における生菌数を測定した。
【００７２】
［実施例３］
ＷＯ３粉末（平均粒径２５０ｎｍ、株式会社高純度化学研究所製、価電子帯の電位３．１〜３．２Ｖ（ｖｓ．ＳＨＥ，ｐＨ＝０））をフィルターに通して粒径１μｍ以上の粒子を除去した後、６５０℃で３時間焼成する前処理を行なうことによって、三酸化タングステン微粒子を得た。
【００７３】
この三酸化タングステン微粒子を蒸留水中に、この蒸留水に対する割合が１０質量％になるように加えて懸濁させた。この懸濁液にＣｕ（ＮＯ３）２・３Ｈ２Ｏ（和光純薬工業株式会社製）を、銅イオンの三酸化タングステン微粒子に対する割合が０．１質量％になるように加え、攪拌しながら９０℃に加熱して１時間保持した。次に、この懸濁液を吸引濾過した後に、残渣を蒸留水によって洗浄し、さらにこの残渣を１１０℃で加熱乾燥することによって、銅二価塩を担持した三酸化タングステン微粒子を得た。
【００７４】
この銅二価塩担持三酸化タングステン微粒子を乳鉢にて粉末化した後、蒸留水へ、この蒸留水に対する割合が１０質量％になるように加え、超音波分散により懸濁させた後、２４時間静置した。この静置後の液から上澄みを採取することで、銅二価塩担持三酸化タングステン微粒子分散液を得た。この分散液の一部を加熱乾燥して分散液中の銅二価塩担持三酸化タングステン微粒子の含有量を確認したところ、３．６質量％であった。
【００７５】
次に、反応容器中にテトラエトキシシラン（和光純薬工業株式会社製）を５質量部、イオン交換水を０．８質量部、濃度０．１ｍｏｌ／ｌのＨＣｌ水溶液０．０７質量部、及びエタノール９４．１３質量部を混合し、１６時間攪拌することで、テトラエトキシシランの部分加水分解縮重合物の溶液を得た。
【００７６】
このテトラエトキシシランの部分加水分解縮重合物の溶液１００質量部と、上記の銅二価塩担持三酸化タングステン微粒子分散液１００質量部とを混合し、１時間攪拌することで、可視光応答型光触媒コーティング材を得た。
【００７７】
この可視光応答型光触媒コーティング材を３００ｍｍ角のアルマイト板上に乾燥後の固形分量が０．５ｇ／ｍ２となるようスプレー塗装し、１００℃で３０分間加熱して乾燥・硬化させることで、評価用の可視光応答型光触媒コーティング処理板を得た。
【００７８】
この可視光応答型光触媒コーティング処理板について、実施例２と同様にして空中浮遊菌数および床面生菌数の測定を行った。
【００７９】
［実施例４］
実施例３と同じ方法で可視光応答型光触媒コーティング材を得た。
【００８０】
この可視光応答型光触媒コーティング材を、線径２ｍｍ、目開き４．３５ｍｍ、開口率４７％の平織りステンレスメッシュに、平板換算で乾燥後の固形分量が０．５ｇ／ｍ２となるようにスプレー塗装し、１００℃で３０分間加熱して乾燥・硬化させることで、評価用の可視光応答型光触媒コーティング処理メッシュを得た。
【００８１】
この可視光応答型光触媒コーティング処理メッシュを東京大学駒場リサーチキャンパス内に存在する実験用住宅（木造２階建て）の２階の居室（６畳洋室）の床全面に亘って設置した。設置してから２４時間後に、消毒用エタノールにより裏面が消毒されたスリッパを着用した成年男性に、居室内の床面全体を歩行させた。この成年男性には歩幅７０ｃｍ、秒速１ｍで、床全体を蛇行（横方向に往復しながら順次縦方向に移動）するように歩行させた。歩行開始から終了まで約４０秒間を要した。歩行が終了してから３０分が経過した時点で、白色蛍光灯から４００ｎｍ以下の波長をカットする紫外線カットフィルターを通して可視光を、床面での平均照度が３０００Ｌｘとなるように４時間照射した。
【００８２】
可視光照射後、消毒用エタノールにより裏面が消毒されたスリッパを着用した成年男性に、前記と同じ条件で消毒用エタノールにより裏面が消毒されたスリッパを着用した成年男性に、居室内の床面全体を歩行させた。この歩行終了直後と、歩行終了から１時間経過した時点に、居室内の空中浮遊菌数を測定した。
【００８３】
尚、床面生菌数の測定は、床面が不連続面となっていることから採取が困難であり、行わなかった。
【００８４】
［実施例５］
実施例３において、可視光を照射する際のＵＶカットフィルターを５００ｎｍ以下の波長をカットするものに変更した。それ以外は実施例３と同様にして、空中浮遊菌数および床面生菌数の測定を行った。
【００８５】
なお、５００ｎｍ以下の波長をカットすると、照度の測定に大きな影響があるため、照度の制御は行わず、光源の種類・数・位置を実施例３から変更しないこととした。
【００８６】
［比較例］
消毒用エタノールにより裏面が消毒されたスリッパを着用した成年男性に、東京大学駒場リサーチキャンパス内に存在する実験用住宅（木造２階建て）の２階の居室（６畳洋室）内のフローリングの床面全体を歩行させた。この成年男性には歩幅７０ｃｍ、秒速１ｍで、床全体を蛇行（横方向に往復しながら順次縦方向に移動）するように歩行させた。歩行開始から終了まで約４０秒間を要した。歩行が終了してから３０分が経過した時点で、ブラックライトから紫外線光を、床面の平均紫外線放射照度が１ｍＷ／ｃｍ２となるように４時間照射した。
【００８７】
紫外線照射後、消毒用エタノールにより裏面が消毒されたスリッパを着用した成年男性に、前記と同じ条件で消毒用エタノールにより裏面が消毒されたスリッパを着用した成年男性に、居室内の床面全体を歩行させた。この歩行終了直後と、歩行終了から１時間経過した時点に、居室内の空中浮遊菌数を測定した。
【００８８】
空中浮遊菌を測定してから更に１時間が経過した時点で、居室内の床面中央における生菌数を測定した。
【００８９】
［性能評価］
上記実施例１〜５及び比較例で得られた評価サンプルについての菌数測定の結果を下記表１に示す。これにより空間の感染症リスクの低減度合いを評価する。
【００９０】
【表１】
2011110542.tif 000002
【００９１】
表１における非接触領域比率は、床材の表面における直径１０ｃｍの球体と接触し得ない領域の平面視投影面積の、床材の表面全体の平面視投影面積に対する割合である。
【００９２】
表１に示されるように、比較例では歩行終了から１時間後の空中浮遊菌数が歩行終了直後の空中浮遊菌数に比べて少ない。これは、歩行終了直後では室内を人が移動することで床面に沈降していた細菌が飛散して空中浮遊菌数が増大するが、歩行終了から１時間後では浮遊菌の大部分が沈降したためと考えられる。
【００９３】
実施例１〜５では、歩行直後の空中浮遊菌数および床面生菌数が比較例に比べて大きく減少した。これは、床材に沈降した微粒子に付着している細菌の繁殖力が、光触媒によって抑制されたためと考えられる。
【００９４】
以上から、実施例１〜５では、人の歩行直後の空中浮遊菌数および床材上の生菌数を低減させることが明らかとなった。すなわち、実施例１〜５では、人が空間において吸引する可能性のある細菌を優位に減少させていることから、空間を効率良く浄化して空間における感染症罹患リスクを低減できることが確認された。