(57)【要約】      （修正有）【課題】殺菌を主目的とした紫外線の照射において、簡便な構成によって相対的な紫外線照射量を測定できるようにし、確実で直接的なモニターを可能にすること。【解決手段】紫外線に対する吸収特性を有する導光材１の一端側に蓄光材（光反応材５）を配するとともに前記導光材の他端側を紫外線の導入面７として蓄光材ユニット（光反応ユニット９）を構成し、導光材における紫外線導入面から蓄光材までの紫外線吸収特性の異なる前記蓄光材ユニットを複数個配列したこと。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線に対する吸収特性を有する導光材の一端側に光反応材を配するとともに前記導光材の他端側を紫外線の導入面として光反応材ユニットを構成し、導光材における紫外線導入面から光反応材までの紫外線吸収特性の異なる前記光反応材ユニットを複数個配列したことを特徴とする紫外線測定装置。
【請求項２】
導光材がアクリル樹脂、石英、ガラス、透明塩化ビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、スチロール樹脂から選ばれた１種または２種以上の組み合わせである、請求項１記載の紫外線測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照射紫外線量を相対的に測定することを目的とした、紫外線センシング技術の分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
公衆浴場や病院などには、殺菌を目的とした紫外線照射装置が備えられており、公衆浴場ではくしなど、病院では医療機具に紫外線を照射して殺菌を行っている。このような紫外線照射装置は、殺菌の対象となる器具を収容スペースに入れ、その上から紫外線ランプによって紫外線を照射する構造となっている。紫外線が確実に照射されているかどうかは、紫外線ランプの発光によって確認することができる。本来紫外線は目に見えない波長帯の光であるが、紫外線ランプの動作を視認できるよう紫外線ランプは通常青い光を発生するようになっており、使用に当っては、この青い光によって動作を確認することになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の紫外線照射装置には、殺菌が完了したか否かが判りにくいという欠点があった。この原因は主として次の二つの要因に分類できる。先ず公衆浴場で見られるようなタイプは、照射装置内に洗浄などが終了した対象物を順次投入して殺菌を行うので、すべての対象物に同じ量の紫外線が照射されているか否かの判定が極めて困難である。次にこれとは逆に、病院等の業務用途に見られるように紫外線照射時間を一定として使用する場合も考えられるが、この場合においては、所定の強度で紫外線が発生しているか否かを簡便に常時モニターすることはできない。
さらに、仮に紫外線照射量が装置上の工夫によって判明したとしても、照射対象物に確実に所定量の紫外線が照射されたかどうかはわからない。
このように、殺菌を主目的とした従来の紫外線照射装置には、確実な効果を直接的かつ簡便にモニターすることができないという欠点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
以上のような欠点を解決し、本発明者は、簡便に紫外線の照射量をモニターできる測定装置を発明した。本発明の紫外線測定装置は、紫外線に対する吸収特性を有する導光材の一端側に光反応材を配するとともに前記導光材の他端側を紫外線の導入面として光反応材ユニットを構成し、導光材における紫外線導入面から光反応材までの紫外線吸収特性の異なる前記光反応材ユニットを複数個配列したことを特徴とする紫外線測定装置によって実現でき、これにより上記種々の問題点が解決できる。ここで、導光材がアクリル樹脂、石英、ガラス、透明塩化ビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、スチロール樹脂から選ばれた１種または２種以上の組み合わせとすることが有効である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に図面に基づいて本発明の詳細を説明する。図１には、最も基本的な実施形態を示している。図例は、紫外線に対する吸収特性を有する導光材１の一端側３に光反応材５を配するとともに前記導光材１の他端側を紫外線の導入面７として光反応材ユニット９を構成し、導光材１における紫外線導入面７から光反応材５までの紫外線吸収特性の異なる前記光反応材ユニット９を複数個配列した紫外線測定装置である。図例では５つの円筒形光反応材ユニット９・・を、ガラスのベース材１１に穴を開けて構成している。ベース材１１の穴底部に光反応材５を充填し、その上から導光材１を挿入した構成である。導光材１には透明アクリルを使用している。一般に普及しているアクリル樹脂は、紫外線照射による劣化を防止するために紫外線吸収材が混合されているが、本図例では、紫外線吸収材の混合割合を目的に応じて最適化し、すべての光反応材ユニット９に対して同一組成の導光材１を用いるとともに、導光材１における紫外線導入面７から光反応材５までの間の距離の違いによって紫外線吸収特性に差を持たせている。また光反応材５の下には、光反応材５の支持部材１３が設けられている。この支持部材１３は、導光材１と同一の材料でもよい。
このような構成により、紫外線が照射されたときに光反応材５に到達する時間当たり紫外線量が異なり、各光反応材５が蓄光材の場合は、その発光強度が異なることになる。本例では光反応材５を全て同じ体積とし、導光材１の紫外線吸収特性の違いがより正確に反映できるようにしている。
ここで、ベース材１１と導光材１との間の屈折率に差を持たせ、紫外線導入面７から入射した紫外線を、外部に発散することなく光反応材５まで導く必要がある。しかし、実際には両者間に微小な空気層が存在するため屈折率差は発生し、また密着しているとしてもベース材１１と導光材１との屈折率が異なるように材料を選定することにより、紫外線導入面７から入射した紫外線を導光材１の内部で乱反射を繰り返させ、ほぼ全量を光反応材５に到達させることができる。
必要となる紫外線照射量の下で、どの光反応材（蓄光材）までがどの程度発光するかという検量値を定めておけば、必要量の紫外線照射が得られたか否かの測定を行うことができる。
【０００６】
光反応材５としての蓄光材は、紫外線のエネルギーを蓄えて発光するもので、時計の文字盤や各種標識などとして広く普及しており、「夜光塗料」なる俗称で呼ばれているものが一般的な材料として、最も簡便に使用可能である。ＣａＡｌ２Ｏ４、ＳｒＡｌ２Ｏ４、ＢａＡｌ２Ｏ４などを母結晶とするアルカリ土類金属のアルミン酸塩にユウロビウムなどを賦活したものが広く知られている。なかでも根本特殊化学社製のものが優れており、「Ｎ夜光（ルミノーバ）」として上市されている。これは、アルミン酸塩化合物を主成分に希土類元素の賦活剤を添加焼成する事により従来品と比べ、初輝度で１０倍、残光輝度で１０倍の明るさをもつ物質とされている。光の吸収と発光を何回でも繰り返すことができ、また、これらはアルミナを主成分とした酸化物であるため、自然界で安定かつ耐光性に優れ、直射日光下での屋外使用が可能であるという特長を有している。
【０００７】
別の実施例を図２に示す。図例は図１とは異なり、各導光材１の紫外線吸収率に差を持たせ、紫外線導入面７から光反応材５までの距離を全て一定としたものである。紫外線吸収率に差を持たせるには、アクリルなどに混合する紫外線吸収剤の添加割合を調節すればよい。紫外線吸収剤としては、酸化セリウムなどが一般的である。なお導光材として、アクリル樹脂、石英、ガラス、透明塩化ビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、スチロール樹脂などから選ばれた１種または２種以上の組み合わせを使用することができる。
【０００８】
さらに図３には、別の実施例を示している。図は光反応材ユニット９のみで構成した例であり、複数の光反応材ユニット９・・を同心円状に配置したものである。導光材１の紫外線吸収率は全ての光反応材ユニット９・・間で一定とし、紫外線の導入面７から光反応材５までの距離、すなわち導光材１の長さの差によって光反応材５への紫外線導入量に差を持たせている。本例では図１の例と異なり、光反応材５の下に支持部材を設けることなく光反応材５の長さが異なった構成となっている。光反応材５の長さを異ならしめることにより、蓄光材を使用した場合は、１本の光反応材ユニット９のおける光反応材５の高さ方向に発光強度の分布が現れるので、より細かい測定精度を得ることができる。
従ってこの逆を考えると、図１および図２の例では、光反応材５を全体的に均一に発光させるため、光反応材５は出来るだけ薄くしておくことが好ましい。
【０００９】
また光反応材としては、蓄光材以外にも紫外線照射によって色の変化を呈する材料、具体的には、特許第２６２７２３６号に記載があるようなフォトクロミック組成物を使用することもできる。以下これらのフォトクロミック組成物の例を引用するが、本発明に対してこの特許の考え方は、紫外線照射によるフォトクロミック組成物の色の変化から、照射された紫外線の波長を見るものである。従って、照射強度や照射量を見る本発明とは別のものである。
【００１０】
フォトクロミック化合物の代表的な例としては、以下の基本骨格を持つスピロピラン類：スピロ〔２Ｈ−１−ベンゾピラン−２，２′−インドリン〕、スピロインドリノナフトピラン、スピロ〔２Ｈ−１−ベンゾピラン−２，２′−ベンゾチアゾリン〕、スピロ〔２Ｈ−１−ベンゾピラン−２，２′−ベンゾオキサゾリン〕、スピロベンゾチアゾリン−２，３′−〔３Ｈ〕−ナフト〔２，１−ｂ〕ピラン〕、スピロ〔２Ｈ−１−ベンゾピラン−２，２′−ナフト〔２，３−ｄ〕オキサゾリン〕、スピロ〔２Ｈ−１−ベンゾピラン−２，２′−ナフト〔２，１−ｄ〕オキサゾリン〕、スピロ〔インドリン−２，２′−ピラノ〔３，２−Ｈ〕キノリン〕、スピロ〔インドリン−２，３′−〔３Ｈ〕−ナフト〔２，１−ｂ〕−１，４−オキサジン）、スピロ〔インドリン−２，２′−〔２Ｈ〕−ピラノ〔３，４−ｂ〕ピリジン〕、スピロ〔インドリン−２，２′−〔２Ｈ〕−ピラノ〔３，２−ｂ〕ピリジン、スピロ〔インドリン−２，２′−〔２Ｈ〕−ピラノ〔３，２−ｃ〕キノリン〕、スピロ〔２Ｈ−１，４−ベンゾオキサジン−２，２′−インドリン〕、スピロ〔２Ｈ−１−ベンゾピラン−２，２′−〔２Ｈ〕キノリン〕、スピロ〔３Ｈ−ナフト〔２，１−ｂ〕ピラン−３，２′−〔２Ｈ〕ピリジン〕、スピロ〔インドリン−２，２′−〔２Ｈ〕ピラノ〔２，３−ｂ〕インドール〕、スピロ〔２Ｈ−１−ベンゾチアノ〔２，３−ｂ〕ピラン−２，２′−インドリン〕、
【００１１】
下記一般式（化１）で表される基本骨格を持つフルギド類：
【００１２】
【化１】
2004239883.tif 000003
【００１３】
〔一般式（化１）中、Ｘ１は、酸素又はＮ−Ｒ５基（ここで、Ｒ５は水素又はそれぞれ置換基を有していてもよいアルキル基、アリール基を示す）、Ｙはそれぞれ置換基を有していてもよい２価の芳香族炭化水素基又は２価の不飽和複素環基であり、
【００１４】
下記式（化２）で表される基：
【００１５】
【化２】
2004239883.tif 000004
【００１６】
は、それぞれ置換基を有していてもよいノルボルニリデン基、又はアダマンチリデン基、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ６は、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、ピロリル基、チエニル基、フリル基、又はハロゲンを表す〕、
【００１７】
下記の一般式（化３）で表される基本骨格を持つジアリールエテン類：
【００１８】
【化３】
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【００１９】
一般式（化３）中、Ａ１、Ａ２は、同一の基でも異なる基でもよく、下記一般式（化４）で表される：
【００２０】
【化４】
2004239883.tif 000006
【００２１】
一般式（化４）中、Ｘ２、Ｘ３は硫黄又はＮ−Ｒ１７基（ここでＲ１７は水素又はそれぞれ置換基を有していてもよいアルキル基、アリール基を示す）を表し、同一の原子又は基でも異なる原子又は基でもよい。また、Ｒ７、Ｒ１０は、アルキル基、シアノ基、アルコキシ基を表すが、メチル基が望ましい。式（化３）及び（化４）中、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６は水素、アルキル基、シアノ基、ハロゲンを表し、ｎは２〜５の整数を表す〕が挙げられる。
【００２２】
また、無機物のフォトクロミック材料として、塩化カリウム、塩化ナトリウム、臭化カリウムなどのアルカリ金属塩類、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、ＣｅＯ２をドープしたフッ化カルシウムなどのアルカリ土類金属塩、三窒化カリウム（ＫＮ３）、三窒化ナトウリム（ＮａＮ３）などのアルカリ金属アジド類、Ｃｒ、Ｆｅ、ＮｉなどをドープしたＴｉＯ２、ＭｏＯ３、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＨｆＯ２、ＴｈＯ２、ＳｎＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＢｅＯ、ＧｅＯ２、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３、ＭｇＴｉＯ３などの金属酸化物、若しくはＦｅ、Ｓｂ、Ｖ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃｏなどの不純物をこれら金属酸化物に導入したもの、や各種の金属錯体を用いることができる。フォトクロミック化合物はこれらを組合せて使ってもよい。
【００２３】
本発明に用いる、紫外線Ｂを吸収する色素としては、ＵＶ−Ｂサンプロテクト製剤に用いられているものを中心にして、２′−エチルヘキシル−４−メトキシ−桂皮酸エステル、２，４−ジニトロフェノールなどを用いることができる。紫外線Ａを吸収する色素としては、ＵＢ−Ａサンプロテクト製剤に用いられているものを中心にして、４−ｔ−ブチル−４′−メトキシ−ジベンゾイルメタンなどを用いることができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、簡便な構成によって照射紫外線量の相対的測定を行うことが出来る。しかも蓄光材の発光強度やフォトクロミック組成物の色の変化など、簡単な方法で判定できる。用途としては、医療器具などの紫外線殺菌装置、公衆浴場などに設置されているくしなどの殺菌装置、その他所定の紫外線量を照射して殺菌を行うさまざまな装置に適用することが出来る。そして、光反応材として蓄光材を用いる場合は、予め蓄光エネルギーを全て放出させた状態で殺菌装置等の照射面に本装置を設置し、発光具合をモニターすればよい。また、本装置を小型かつ薄型化しておき、ここの被照射物に取り付けておくこともできる。
これまでの紫外線量測定装置は、紫外線強度を測定するものが殆どで、本発明のようなトータル紫外線量を簡便に測定できるものは無かった。従って本発明により、さまざまな分野における紫外線の照射量を簡便な方法で測定できる。加えて可動部分や電気部品の使用が無いため誤動作等が無く、安定した動作を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における導光材の紫外線吸収率が一定の場合の実施形態説明図
【図２】本発明における導光材の紫外線吸収率が異なる場合の実施形態説明図
【図３】本発明における光反応材ユニットのみによる実施形態説明図
【符号の説明】
１  導光材
３  導光材の一端側
５  光反応材
７  紫外線の導入面
９  光反応材ユニット
１１  ベース材
１３  支持部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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