(57)【要約】  亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）の溶液を物質に接触させた状態で前記物質そのもの又は物質表面又は物質表面の付着物等を改質する方法、装置およびこれら方法、装置によって得られる物を提供する。  亜酸化窒素の溶液Ｓを物質Ｘに接触させた状態で溶液Ｓに紫外光を照射することにより、物質Ｘそのもの又は物質Ｘの表面又は物質Ｘの表面の付着物等の改質を行なう物質の改質方法、この改質方法を用いて物質Ｘを改質する物質の改質装置、かかる改質方法またはかかる改質装置によって改質された物質Ｘ。
2007058287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）を含む溶液を物質に接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射することにより前記物質の改質を行う物質の改質方法。
【請求項２】
前記改質が、親水化であることを特徴とする請求項１記載の物質の改質方法。
【請求項３】
前記改質が、殺菌であることを特徴とする請求項１記載の物質の改質方法。
【請求項４】
前記改質が、酸化による有機物の分解除去によって行う洗浄であることを特徴とする請求項１記載の物質の改質方法。
【請求項５】
前記改質が、脱色であることを特徴とする請求項１記載の物質の改質方法。
【請求項６】
前記紫外光の照射時間により前記物質の脱色時間を制御することを特徴とする請求項５に記載の物質の改質方法。
【請求項７】
前記紫外光の照射領域により前記物質の脱色領域を制御することを特徴とする請求項５に記載の物質の改質方法。
【請求項８】
前記改質がもとの物質と異なる機能の物質とすることを特徴とする物質の改質方法。
【請求項９】
もとの物質がアルコールまたはケトンであることを特徴とする請求項８記載の物質の改質方法。
【請求項１０】
もとの物質が少なくとも１つの不飽和結合を有する有機化合物であることを特徴とする請求項８記載の物質の改質方法。
【請求項１１】
もとの物質が多糖類であることを特徴とする請求項８記載の物質の改質方法。
【請求項１２】
もとの物質と異なる機能の物質がカルボン酸であることを特徴とする請求項８記載の物質の改質方法。
【請求項１３】
請求項８ないし１２のいずれかに記載の改質がマイクロリアクター内で得られるものであることを特徴とする物質の改質方法。
【請求項１４】
紫外光の照射を、前記亜酸化窒素と前記もとの物質ともとの物質とは異なる機能性の物質とを含む溶液から前記もとの物質とは異なる機能性の物質を分離処理した後に行うことを特徴とする請求項８ないし１３のいずれかに記載の物質の改質方法。
【請求項１５】
前記もとの物質と異なる機能性の物質を得るために前記紫外光の照射時間を制御することを特徴とする請求項８ないし１４のいずれかに記載の物質の改質方法。
【請求項１６】
前記溶液が、増粘剤を含むことを特徴とする請求項１ないし１５のいずれかに記載の物質の改質方法。
【請求項１７】
紫外光の光源として、クリプトン−ヨウ素（ＫｒＩ）エキシマランプを用いることを特徴とする請求項１ないし１６の何れかに記載の物質の改質方法。
【請求項１８】
請求項１ないし１７の何れか１つに記載の物質の改質方法により得られた物質。
【請求項１９】
亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）を含む溶液を物質に接触させる溶液接触手段と、前記溶液接触手段によって前記溶液と前記物質とを接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射する光源とよりなり、前記紫外光の照射によって前記物質を親水化すべく構成した物質の改質装置。
【請求項２０】
亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）を含む溶液を物質に接触させる溶液接触手段と、前記溶液接触手段によって前記溶液と前記物質とを接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射する光源とよりなり、前記紫外光の照射によって前記物質を殺菌すべく構成した物質の改質装置。
【請求項２１】
亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）を含む溶液を物質に付着した有機物に接触させる溶液接触手段と、前記溶液接触手段によって前記溶液と前記有機物とを接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射する光源とよりなり、前記紫外光の照射によって前記物質を洗浄すべく構成した物質の改質装置。
【請求項２２】
亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）を含む溶液を物質に接触させる溶液接触手段と、前記溶液接触手段によって前記溶液と前記物質とを接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射する光源とよりなり、前記紫外光の照射によって前記物質を脱色すべく構成した物質の改質装置。
【請求項２３】
亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）を含む溶液を物質に接触させる溶液接触手段と、前記溶液接触手段によって前記溶液と前記物質とを接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射する光源とよりなり、前記紫外光の照射によって前記物質と異なる機能性の物質を製造すべく構成した物質の改質装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物質を改質する方法、特に、Ｎ２Ｏ溶液を物質に接触させた状態で紫外光を照射して物質そのもの又は物質表面又は物質表面の付着物等を改質する方法およびこの方法によって得られる物質に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物質の特性や性質は、構成材料の特性によって支配的であって、物質表面の特性や性質も例外ではないが、物質そのもの又は物質表面又は物質表面の付着物等の特性等を改質し、所望の特性等を与えることが行われている。【０００３】
例えば、樹脂基板表面を親水化する技術として、プリント配線基板などに用いる樹脂基板にメッキを施す際に、クロム酸、過マンガン酸などの強力な酸化剤を用いてエッチング処理を行なうものが知られている（特許文献１参照）。その他、物質表面の改質を行なう技術として、コロナ放電、プラズマ、オゾンを用いたものも知られている。【０００４】
また、物質表面を殺菌する技術においては、例えば、微生物が付着している物質を、オートクレーブやレトルトクッカーなど加熱可能な機器に収納し、微生物が付着している物質自体を殺菌可能な温度に上昇して微生物を殺滅することで物質表面の改質をおこなっている（例えば、特許文献２参照）。また、微生物が付着している物質を薬浴槽に浸漬したり、微生物が付着している物質に薬剤を噴霧することで、微生物が付着している物質自体に薬剤を接触させて微生物を殺滅するようにしている（例えば、特許文献３参照）。【０００５】
また、物質表面を洗浄する技術においては、例えば、汚れの主な原因である有機物を洗剤等を用いて洗浄除去する方法が知られている（特許文献４参照）。【０００６】
また、物質を脱色する技術として、従来、アセトン、アルコール類等の各種有機溶剤、過酸化水素、オゾン、塩素系酸化剤等の酸化剤等が脱色剤として使用されており、用途に応じて様々な脱色剤が使用されている。脱色は、酸化反応によって行われることが知られており、たとえば、上述の脱色剤のうち、過酸化水素、オゾン、塩素系酸化剤等の酸化剤は酸化により脱色を行なうものであって、過酸化水素は紙、パルプの漂白等に用いられている（特許文献５参照）。このような酸化剤を使用することにより物質表面の改質、ここでは脱色が行われる。【０００７】
また、有機化合物の酸化による工業製品の製造においては、例えば、酸化剤と有機化合物とを混合し、触媒や熱などを併用して酸化反応を行うことにより物質表面の改質が行われ、ここでは工業製品が製造される。【０００８】
上記工業製品において、重要な物質のひとつにカルボン酸がある。カルボン酸は、可塑剤、潤滑剤、電熱媒体、誘電媒体、繊維、共重合体、塗料、界面活性剤、防カビ薬、殺虫剤、接着剤等として化学工業をはじめ、各種の産業分野で幅広く用いられる有用な化学物質であるジエステル、ポリエステル及びポリアミドの合成における重要な中間体として知られる有機化合物である。【０００９】
例えば、カルボン酸のひとつにアジピン酸がある。アジピン酸はナイロンの原料として用いられる物質である。アジピン酸の製造では、原料のシクロヘキサノンやシクロヘキサノールに対して、大量の硝酸を用いて酸化する硝酸酸化の方法が工業的に実施されている（たとえば特許文献６参照）。【００１０】
また、ポリエステルの原料であるテレフタル酸の製造では、原料のパラキシレンに対して、空気中の酸素を用いて酸化する空気酸化の方法が工業的に実施されている（たとえば特許文献７参照）。【００１１】
また、カルボン酸以外の工業製品である、ポリウレタン合成用ポリエステルポリオールやその他の成形材料の重合物の原料として広く用いられているε−カプロラクトンの製造では、アルソン酸類やジフェニルアルシン類を触媒としてシクロヘキサノンを過酸化水素で酸化する製造方法（たとえば、特許文献８、特許文献９参照）、粉体塗料原料、接着剤、硬化剤、改質剤等の幅広い用途を持つ重要な工業原料であるメタクリル酸グリシジルの製造では、メタクリル酸アリルの酸化による製造方法（たとえば、特許文献１０参照）が提案されている。【００１２】
更に抗カビ性、抗細菌性などの作用をもつキチン、キトサンとその誘導体、抗凝固作用を有するヘパリンやセルロースなどの多糖類の低分子化に関しても、酸化による解重合法が提案されている（たとえば、特許文献１１参照）。【００１３】
【特許文献１】特開２００３−２８３１２３号公報
【特許文献２】特開２００３−３１９７６７号公報
【特許文献３】特開２００４−４３４１１号公報
【特許文献４】特開平１１−２４３０８５号公報
【特許文献５】特開平９−８７９８５号公報
【特許文献６】特開２００２−３００２７号公報
【特許文献７】特開２００４−１７５７９７号公報
【特許文献８】特開平４−２７９５７９号公報
【特許文献９】特開平４−２８８０７１号公報
【特許文献１０】特公平４−５０２８号公報
【特許文献１１】特開２００２−１２８８０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、かかる従来の物質表面の親水化技術は、取り扱いが難しいという問題があった。上述の酸化剤を用いた技術では、酸化剤の反応性が強いとともに酸化剤と基板とが接触した状態では酸化反応が生じ続けるため、親水化の程度を制御することが難しいという問題や、廃液処理をして環境に配慮しなければならないという問題がある。コロナ放電、プラズマ、オゾンを用いた技術にも、改質の程度を制御することが難しいという問題や、オゾン処理をして環境に配慮しなければならないなどの問題がある。【００１５】
また、物質を殺菌させる技術において、上記従来の加熱による殺菌方法では、微生物が付着している物質自体も加熱されることとなるので、加熱により変形したり変性する物質は、物質本来の機能を果たせなくなるので殺菌できない場合があった。【００１６】
さらに、上記従来の薬剤による殺菌方法では、物質を所望の殺菌状態とした後であっても、物質に付着している薬剤は薬効を保持しているので、物質に悪影響を与える場合があり、過剰な薬剤との接触により変性する物質は、物質本来の機能を果たせなくなるので、殺菌できない場合があった。【００１７】
また、物質を洗浄する技術においては、ガラスのコップに付着した油膜を水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは除去することが困難であるように、有機物が付着した物を単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは有機物の除去は困難な場合がある。そのような場合に洗剤を使って洗うことも可能であるが、有機物を高度に除去するには、手間や時間がかかる、洗剤を落とすために大量の水等を必要とするなどの問題がある。また洗剤の残留や、廃液の処理が問題になる場合もある。【００１８】
また、物質を脱色する技術においては、たとえば、酸化剤として使用する過酸化水素は比較的安定であるため脱色に用いた後の廃液処理が必要であり、またオゾンは比較的不安定であるために長期間の貯蔵が実質的に不可能である、といった問題である。【００１９】
また、有機化合物の酸化による工業製品の製造において、上記した硝酸を用いてアジピン酸を合成する方法では、酸化剤として強酸を用いることから、装置の腐食への対策に費用がかかってしまうことや、製造上での危険性を低減するために費用がかかってしまうという問題があった。【００２０】
更に、上記したテレフタル酸の合成方法ではコバルト、マンガンおよび臭素化合物を触媒として用いているが、臭素による装置の腐食への対策に費用がかかってしまうことや、臭素による環境負荷を低減するために費用がかかってしまうという問題があった。【００２１】
更に、上記したε−カプロラクトンの合成方法では、通常得られる反応粗液にε−カプロラクトンの以外に、未反応原料のシクロヘキサノン、過酸化水素や副生成物が含まれ、分離精製に多くの手間と費用がかかってしまうという問題があった。【００２２】
メタクリル酸グリシジルの合成方法においても、一般的に用いられている反応溶媒であるメタノールや水を蒸留により除去する為に多くの手間と費用がかかってしまうという問題があった。【００２３】
更に、多糖類の低分子化に関しては、一般的に、濃塩酸等による酸加水分解や酵素による低分子化法が用いられているが、単糖まで加水分解されてしまい目的とする重合度の多糖類を効率良く製造出来ない問題や低分子化に数時間から約１日以上の長時間を要する問題があった。また近年高圧下における酸化処理による短時間の低分子化が提案されているが、高耐食性の高価な高圧容器が必要であり、コスト高となる問題があった。【００２４】
本発明者等は、鋭意研究を行なった結果、物質そのもの又は物質表面又は物質表面の付着物等の改質に、亜酸化窒素溶液を用いた酸化技術を適用することで、かかる問題を解決する技術を得るに至った。【００２５】
本発明は、物質を改質する方法、装置及びこれら方法、装置によって得られる物質であって、特に、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）の溶液を物質に接触させた状態で紫外光を照射して物質そのもの又は物質表面又は物質表面の付着物等を改質する方法、およびこれら方法によって得られる物質を提供することを目的とするものである。【００２６】
また、本発明は、取り扱いが簡単で、容易に親水化の程度を制御でき、環境負荷の少ない親水化方法、装置及びこれらの方法、装置によって得られる親水化された物質を提供することを目的としている。【００２７】
また、本発明は、微生物が付着している物質の殺菌を行っても、熱変形や熱変性を起こすことなく、しかも、殺菌時間をできるだけ厳密に管理することができる物質を殺菌する方法、装置およびこれらの方法、装置によって得られる殺菌された物質を提供することを目的としている。【００２８】
また、本発明は、物質を洗浄する方法、装置及びこれら方法、装置によって得られる物質であって、特に、物質に付着した有機物を、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）溶液を用いて酸化することにより洗浄する方法、装置およびこれら方法、装置によって得られる物質を提供することを目的とするものである。【００２９】
また、本発明は、物質を脱色する方法、装置及びこれら方法、装置によって得られる物質に関し、特に、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）の溶液を接触させた状態で特定波長の紫外光を照射して物質を脱色する方法、装置およびこれら方法、装置によって得られる物質を提供することを目的とするものである。【００３０】
また、本発明は、物質を製造する方法、装置及びこれら方法、装置によって得られる物質に関し、特に、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）溶液を用いた酸化反応により、機能性を有する物質を製造する方法、装置およびこれら方法、装置によって得られる機能性の物質を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記目的を達成するため、本発明は、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）を含む溶液を物質に接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射することにより前記物質の改質を行う物質の改質方法にある。【００３２】
さらに、前記改質が親水化であることを特徴とする。【００３３】
さらに、前記改質が殺菌であることを特徴とする。【００３４】
さらに、前記改質が酸化による有機物の分解除去によって行う洗浄であることを特徴とする。【００３５】
さらに、前記改質が脱色であることを特徴とする。【００３６】
また、前記紫外光の照射時間により前記物質の脱色時間を制御することを特徴とする。【００３７】
また、前記紫外光の照射領域により前記物質の脱色領域を制御することを特徴とする。【００３８】
さらに、前記改質がもとの物質と異なる機能の物質とすることを特徴とする。【００３９】
また、前記もとの物質がアルコールまたはケトンであることを特徴とする。【００４０】
また、前記もとの物質が少なくとも１つの不飽和結合を有する有機化合物であることを特徴とする。【００４１】
また、前記もとの物質が多糖類であることを特徴とする。【００４２】
また、前記もとの物質と異なる機能の物質がカルボン酸であることを特徴とする。【００４３】
また、前記もとの物質と異なる機能の物質とする改質がマイクロリアクター内で得られるものであることを特徴とする。【００４４】
また、前記もとの物質と異なる機能の物質とする改質において、紫外光の照射を、前記亜酸化窒素と前記もとの物質ともとの物質とは異なる機能性の物質とを含む溶液から前記もとの物質とは異なる機能性の物質を分離処理した後に行うことを特徴とする。【００４５】
また、前記もとの物質と異なる機能性の物質を得るために前記紫外光の照射時間を制御することを特徴とする。【００４６】
本発明は、前記溶液が、増粘剤を含むことを特徴とする。【００４７】
本発明は、紫外光の光源として、クリプトン−ヨウ素（ＫｒＩ）エキシマランプを用いることを特徴とする。【００４８】
本発明は、上記物質の改質方法により得られた物質である。【００４９】
本発明は、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）を含む溶液を物質に接触させる溶液接触手段と、前記溶液接触手段によって前記溶液と前記物質とを接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射する光源とよりなり、前記紫外光の照射によって前記物質を親水化すべく構成した物質の改質装置である。【００５０】
本発明は、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）を含む溶液を物質に接触させる溶液接触手段と、前記溶液接触手段によって前記溶液と前記物質とを接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射する光源とよりなり、前記紫外光の照射によって前記物質を殺菌すべく構成した物質の改質装置である。【００５１】
本発明は、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）を含む溶液を物質に付着した有機物に接触させる溶液接触手段と、前記溶液接触手段によって前記溶液と前記有機物とを接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射する光源とよりなり、前記紫外光の照射によって前記物質を洗浄すべく構成した物質の改質装置である。【００５２】
本発明は、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）を含む溶液を物質に接触させる溶液接触手段と、前記溶液接触手段によって前記溶液と前記物質とを接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射する光源とよりなり、前記紫外光の照射によって前記物質を脱色すべく構成した物質の改質装置である。【００５３】
本発明は、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）を含む溶液を物質に接触させる溶液接触手段と、前記溶液接触手段によって前記溶液と前記物質とを接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射する光源とよりなり、前記紫外光の照射によって前記物質と異なる機能性の物質を製造すべく構成した物質の改質装置である。
【発明の効果】
【００５４】
本発明によれば、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）を含む溶液を物質に接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射することにより前記物質の親水化を行う物質の親水化方法であるので、環境に対する負荷が小さく、取り扱いが容易であるとともに、物質の表面の親水化を高効率で行うことができる物質の親水化方法を提供することができる。【００５５】
本発明によれば、かかる物質の親水化方法を用いて物質の表面の親水化を行う物質の親水化装置にあるので、環境に対する負荷が小さく、取り扱いが容易であるとともに、物質の表面の親水化を高効率で行うことができる物質の親水化装置を提供することができる。【００５６】
本発明によれば、かかる物質の親水化方法またはかかる物質の親水化装置によって親水化を行うことで得られる親水化された物質にあるので、高効率で親水化された物質を提供することができる。【００５７】
本発明によれば、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）を含む溶液を接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射することにより物質の殺菌を行うので、環境に対する負荷が小さく、取り扱いが容易であるとともに、確実に微生物を殺菌することができる微生物の殺菌方法を提供することができる。【００５８】
本発明によれば、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）を含む溶液を物質に接触させる溶液接触手段と、前記溶液接触手段によって前記溶液と前記物質とを接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射する光源とを有し、前記紫外光の照射によって前記物質を殺菌するので、環境に対する負荷が小さく、取り扱いが容易であるとともに、確実に微生物を殺菌することができる微生物の殺菌装置を提供することができる。【００５９】
本発明によれば、環境に対する負荷が小さく、取り扱いが容易である方法または装置によって、確実に微生物の殺菌が行われた物質を提供することができる。【００６０】
本発明によれば、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）を含む溶液を物質に付着した有機物と接触させた状態で、前記溶液に紫外光を照射することにより、前記有機物を酸化して同有機物の分解除去を行うことにより前記物質の洗浄を行うので、環境に対する負荷が小さく、取り扱いが容易であるとともに、有機物を酸化分解することにより高度な洗浄を行うことができる物質の洗浄方法を提供することができる。【００６１】
本発明によれば、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）を含む溶液を物質に接触させた状態で前記溶液に紫外線を照射することにより前記物質の脱色を行う物質の脱色方法にあるので、環境に対する負荷が小さく、取り扱いが容易であるとともに、染料等の有色体の分解を効率良く行うことができ、物質の脱色を高効率で行うことができる物質の脱色方法を提供することができる。【００６２】
本発明によれば、かかる物質の脱色方法を用いて物質の脱色を行う物質の脱色装置にあるので、環境に対する負荷が小さく、取り扱いが容易であるとともに、染料等の有色体の分解を効率良く行うことができ、物質の脱色を高効率で行うことができる物質の脱色装置を提供することができる。【００６３】
本発明によれば、かかる物質の脱色方法またはかかる物質の脱色装置によって脱色を行うことで得られる脱色された物質にあるので、染料等の有色体が高効率で分解され高効率で脱色された物質を提供することができる。【００６４】
本発明によれば、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）を含む溶液を所定の物質に接触させた状態で溶液に紫外光を照射することにより所定の物質と異なる機能性の物質を製造するので、速やかに機能性の物質を製造できる物質の製造方法を提供することができる。【００６５】
本発明によれば、所定の物質がアルコールまたはケトンであることとしているので、アルコールやケトンの酸化物を速やかに製造することができる物質の製造方法を提供することができる。【００６６】
本発明によれば、所定の物質が少なくとも１つの不飽和結合を有する有機化合物であることとしているので、不飽和結合部位を酸化した酸化物を生成可能な物質の製造方法を提供することができる。【００６７】
本発明によれば、所定の物質が多糖類であることとしているので、多糖類を酸化分解して低分子化できる物質の製造方法を提供することができる。【００６８】
本発明によれば、機能性の物質がカルボン酸であることとしているので、様々な分野に利用可能なカルボン酸を速やかに製造することができる物質の製造方法を提供することができる。【００６９】
本発明によれば、状態がマイクロリアクター内で得られるものとしているので、機能性の物質をより速やかに製造できる物質の製造方法を提供することができる。【００７０】
本発明によれば、紫外線の照射を、前記亜酸化窒素と前記所定の物質と前記所定の物質とは異なる物質とを含む溶液から、前記所定の物質とは異なる物質を分離する分離手段による処理の後に行うので、所定の物質を選択的に酸化して、所定の物質とは異なる機能性の物質を製造することができる物質の製造方法を提供することができる。【００７１】
本発明によれば、速やかに機能性の物質を製造できる物質の製造装置を提供することができる。【００７２】
本発明によれば、機能性の物質を速やかに得ることができる。【００７３】
本発明によれば、物体に接触される亜酸化窒素含有溶液は、増粘剤をも含むものであり、物体に接触させたときその接触位置にとどまりやすいという性質を備えているので、酸化させたい部分だけに部分的に溶液を接触させて酸化させることが可能である。【００７４】
また、本発明に係る物体の酸化装置の溶液供給手段によって供給される亜酸化窒素含有溶液には増粘剤が含まれているので、物体に接触させた溶液はその接触位置に留まりやすい。したがって、酸化させたい部分だけに部分的に溶液を接触させて酸化させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】亜酸化窒素溶液の特性を明らかにするための実験装置の模式図である。
【図２】図１に示した実験装置による実験結果を示すグラフである。
【図３】図１に示した実験装置において亜酸化窒素溶液と異なる溶液を用いた比較例による実験結果を示すグラフである。
【図４】図１に示した実験装置において紫外光を非照射とした比較例による実験結果を示すグラフである。
【図５】図１に示した実験装置において紫外光の照射状態を切り換えて行った実験結果を示すグラフである。
【図６】図１に示した実験装置において紫外光の波長及び照射時間を変化させて行った実験結果を示すグラフである。
【図７】亜酸化窒素溶液の特性を明らかにするための、他の実験装置の模式図である。
【図８】図１に示した実験装置において溶解させる気体を変えながら行った実験結果を示すグラフである。
【図９】亜酸化窒素溶液の特性を明らかにするための、また他の実験装置の模式図である。
【図１０】本発明を適用した親水化装置の概略図である。
【図１１】亜酸化窒素溶液のＵＶ吸収スペクトルを示すグラフである。
【図１２】酸素分子のＵＶ吸収スペクトルを示すグラフである。
【図１３】本発明を適用した、表面形状が比較的複雑な物質を親水化するための親水化装置の概略図である。
【図１４】本発明を適用した、内部に空間を有する物質を親水化するための親水化装置の概略図である。
【図１５】本発明を適用した、物質を移動させながら親水化するための親水化装置の概略図である。
【図１６】本発明を適用した、移動することが困難な物質の親水化に適用可能な親水化装置の概略図である。
【図１７】本発明を適用した、物質を浸漬した亜酸化窒素溶液を交換可能であるとともに、物質の局所改質が可能な親水化装置の概略図である。
【図１８】本発明を適用した、親水化位置の選択の自由度が高い親水化装置の概略図である。
【図１９】本発明を適用した、亜酸化窒素溶液を噴霧によって物質に塗布する親水化装置の概略図である。
【図２０】本発明を適用したもとの物質と異なる機能の物質の製造を行う物質の製造装置である。
【図２１】マイクロリアクターを示した説明図である。
【図２２】本発明を適用したもとの物質と異なる機能の物質の製造を行う物質の製造装置である。
【図２３】本発明を適用したもとの物質と異なる機能の物質の製造を行う物質の製造装置である。
【図２４】本発明を適用したもとの物質と異なる機能の物質の製造を行う物質の製造装置である。
【図２５】溶液供給手段として刷毛が用いられている酸化装置の要部を示す概略斜視図である。
【図２６】溶液供給手段としてオフセット印刷方式のプリントユニットが用いられている酸化装置の要部を示す概略斜視図である。
【図２７】溶液供給手段として凸版印刷方式のプリントユニットが用いられている酸化装置の要部を示す概略斜視図である。
【図２８】溶液供給手段として凹版印刷方式のプリントユニットが用いられている酸化装置の要部を示す概略斜視図である。
【図２９】溶液供給手段として孔版印刷方式のプリントユニットが用いられている酸化装置の要部を示す概略斜視図である。
【図３０】水及び空気と、各有機溶媒との紫外光（波長１９１ｎｍ〜２４０ｎｍ）の透過率（％Ｔ）を対比する図表である。
【図３１】被処理物を浸漬した亜酸化窒素溶液を交換可能とするとともに、被処理物の局所酸化が可能な酸化装置の概略図である。
【符号の説明】
【００７６】
３０    親水化装置、殺菌装置、洗浄装置、脱色装置、酸化装置
３１    溶液接触手段
４０    親水化装置、殺菌装置、洗浄装置、脱色装置、酸化装置
４１    溶液接触手段
５０    親水化装置、殺菌装置、洗浄装置、脱色装置
５１    溶液接触手段
６０    親水化装置、殺菌装置、洗浄装置、脱色装置、酸化装置
６１，６２    溶液接触手段
７０    親水化装置、殺菌装置、洗浄装置、脱色装置、酸化装置
７１    溶液接触手段
８０    親水化装置、殺菌装置、洗浄装置、脱色装置
８１，８３    溶液接触手段
９０    親水化装置、殺菌装置、洗浄装置、脱色装置、酸化装置
９１    溶液接触手段
１００    親水化装置、殺菌装置、洗浄装置、脱色装置
１０３    溶液接触手段
１１０    製造装置
Ｌ    光源、クリプトン−ヨウ素（ＫｒＩ）エキシマランプ
Ｓ    亜酸化窒素を含む溶液
Ｘ    物質
【発明を実施するための最良の形態】
【００７７】
本発明にかかる物質の改質方法は、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）を含む溶液を物質に接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射することにより前記物質そのもの又は物質表面又は物質表面の付着物等の改質を行う。【００７８】
ここで、改質とは、親水化、殺菌、洗浄、脱色、もとの物質と異なる機能の物質の製造をいうものとする。【００７９】
また、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）を含む溶液とは、亜酸化窒素ガスを溶解させた溶液のことをいう。【００８０】
本発明による物質そのもの又は物質表面又は物質表面の付着物等の改質方法においては、紫外光を照射したときのみ酸化反応が生じるので、改質装置に腐食対策を施す必要がなく、安全である。また亜酸化窒素が安定であるとともに無害であることから亜酸化窒素を分解するための廃液処理が不要であり、亜酸化窒素自身も安価であることから、ランニングコストが低減される。紫外光の照射によって発生する原子状酸素の酸化力が極めて大きいことから、強力に改質が行われる。改質対象の物質表面のみで原子状酸素が生じるのでなく、紫外光の照射範囲で原子状酸素が生じるので、たとえば二酸化チタン触媒を用いた酸化と異なり、律速が生じにくく、速やかに改質処理が行われる。液相中にて改質反応を行わせるため、紫外光の照射によるオゾンの発生が抑制される。このように、環境に対する負荷が小さく、取り扱いが容易であるとともに、低コストで良好な改質が行われる。【００８１】
改質された物質表面の密着性が向上し、例えば樹脂基板表面に対して行なわれる各種目的の印刷において、インキの塗布ムラやハジキなどの問題が改善される。改質された物質表面の接着性が向上し、例えばラベル等の貼り付けが容易かつ良好に行なわれる。【００８２】
また、前記紫外光の光源として、クリプトン−ヨウ素（ＫｒＩ）エキシマランプを用いる。【００８３】
したがって、立ち上がり、立下りが良好なＫｒＩエキシマランプのオンオフにより、改質反応が所望のときのみ行われる。ＫｒＩエキシマランプによって照射される紫外光は、亜酸化窒素によって吸収され易く酸素によって吸収されにくいので、亜酸化窒素の分解能に優れ、酸化反応が高効率で行われるとともに、オゾンの発生が少なく、高効率で改質が行われる。またオゾン対策のための装置が必須でなく、環境に対する負荷が小さく取り扱いが容易である。これらのことから、構造が比較的簡易で設計上の自由度が高く、小型で低コストの改質装置の提供にも資する。【００８４】
本発明にかかる物質の改質装置は、かかる改質方法を用いて物質の改質を行う。したがって、紫外光を照射したときのみ酸化反応が生じるので、腐食対策を施す必要がなく、安全である。また亜酸化窒素が安定であるとともに無害であることから亜酸化窒素を分解するための廃液処理が不要であり、亜酸化窒素自身も安価であることから、ランニングコストが低減される。紫外光の照射によって発生する原子状酸素の酸化力が極めて大きいことから、強力に改質が行われる。改質対象の物質表面のみで原子状酸素が生じるのでなく、紫外光の照射範囲で原子状酸素が生じるので、たとえば二酸化チタン触媒を用いた酸化と異なり、律速が生じにくく、速やかに改質処理が行われる。液相中にて酸化反応を行わせるため、紫外光の照射によるオゾンの発生が抑制される。このように、環境に対する負荷が小さく、取り扱いが容易であるとともに、低コストで良好な改質が行われる。【００８５】
本発明にかかる物質は、かかる物質の改質方法またはかかる物質の改質装置によって改質を行うことで得られる。【００８６】
したがって、安全かつ高効率で改質された物質を安価に提供することができる。【００８７】
本発明によって得られるこれらの利点は、次に述べる事情から、より明確に理解されるものである。
従来より、有機化合物の酸化による工業製品の製造、シリコンウエハーの製造等の種々の分野において、種々の物質を用い、液相中あるいは気相中における酸化反応を利用する技術が提案されている。しかし、かかる技術には、それぞれに利点がある一方で、問題があることも知られている。
以下、これについて述べる。【００８８】
有機化合物の酸化による工業製品の製造においては、酸化剤と呼ばれる酸素含有物質と有機化合物とを混合し、触媒や熱などを併用して酸化反応を行う方法が実施されている。【００８９】
例えば、ナイロンの原料であるアジピン酸の製造では、原料のシクロヘキサノンやシクロヘキサノールに対して、大量の硝酸を用いて酸化する硝酸酸化の方法が工業的に実施されている。この方法では酸化剤として強酸である硝酸を用いることから、装置の腐食への対策に費用がかかってしまうことや、製造上での危険性を低減するために費用がかかってしまう、などの問題がある。【００９０】
またポリエステルの原料であるテレフタル酸の製造では、原料のパラキシレンに対して、空気中の酸素を用いて酸化する空気酸化の方法が工業的に実施されている。この方法ではコバルト、マンガンおよび臭素化合物を触媒として用いているが、臭素による装置の腐食への対策に費用がかかってしまうことや、臭素による環境負荷を低減するために費用がかかってしまう、などの問題がある。【００９１】
シリコンウエハー等の物質を酸化する方法として、例えば過酸化水素水やオゾン水などの酸化性物質が溶解している水に基板を接触させる方法がある。【００９２】
過酸化水素水は、その酸化力を利用して、紙・パルプの漂白、半導体の洗浄、殺菌・消毒などに用いられている。また、オゾン水は、その酸化力を利用して上下水道の殺菌、食品・食器の殺菌、最近では半導体の洗浄などにも用いられている。【００９３】
過酸化水素水は、比較的安定であるため、各種用途に用いた後の廃液中には過酸化水素が比較的長時間残留してしまう。よって過酸化水素水廃液は環境負荷を低減するために分解処理が必要となり、工業的に大量の過酸化水素水を使用した場合などには、分解処理に要する費用が大きくなってしまうという問題がある。【００９４】
一方、オゾン水は、比較的不安定であるため、比較的短い時間で自然に分解する。しかしながら低濃度であっても人体への有害性があるために、また配管設備等の材質に与える負荷が大きいために、やはり分解処理が必要となり、処理費用が生じてしまうという問題点がある。【００９５】
また、オゾン水は比較的不安定であるがゆえに、その酸化力を維持した状態での長期間の貯蔵は実質的に不可能である。言いかえれば、大量に貯蔵しておいたオゾン水から、必要な時に、必要な量だけを取り出して使用するといった方法は不可能であるという不便さがある。【００９６】
さらに、停止状態にあるオゾン水製造装置の運転を開始してから安定的にオゾン水を供給するまでには、ある程度の装置立ち上げ時間を要する。仮に間欠的にオゾン水を使用したい場合があったとして、オゾン水を使用しない不使用時間に比べて装置立ち上げ時間の方が長い場合には、オゾン水の不使用時間にもオゾン水製造装置を常に運転状態を継続させねばならず、それに伴う無駄な原料費や無駄なランニングコストの発生が不可避になってしまう。【００９７】
物質を酸化する別の方法としては、光触媒を用いた方法がある。光触媒とは光の照射を受けたときに触媒作用を示す物質であり、その代表的なものとしては、アナターゼ型の結晶構造をもった二酸化チタンがある。二酸化チタンは約３８０ｎｍよりも短い波長の光が照射されると酸化作用を示す。【００９８】
酸化したい目的物質が気相中に存在している場合には、二酸化チタンも気相中に存在させ、そこに光を照射することで目的物質の酸化が行われる。また酸化したい目的物質が水中に存在している場合には、二酸化チタンを水中に存在させ、そこに光を照射することで目的物質の酸化が行われる。【００９９】
二酸化チタンは、その光触媒としての酸化力を利用して、アンモニアやホルムアルデヒドなどの悪臭成分の脱臭・分解や、飲料水や排水の殺菌・浄化などに用いられている。二酸化チタンの取り扱いを容易にするため、酸化チタンは適当な基材表面に薄い膜状に固定化された形態で使用されることが多く、基本的には二酸化チタン表面に吸着した物質に対してのみ酸化作用を示す。そのため、酸化を目的とする物質自体の気相中および水中における二酸化チタン表面への拡散・吸着が律速となって、酸化速度が比較的遅いという問題点がある。【０１００】
二酸化チタンを水中で用いた場合には、二酸化チタンの表面に吸着した水分子が酸化されることで、酸化力をもったヒドロキシラジカルが生成する。このヒドロキシラジカルは非常に短い寿命しか持たず、二酸化チタンの極近傍にしか存在しえないことから、実質的にはヒドロキシラジカルの拡散に由来した、二酸化チタンから距離が離れた水中での酸化作用は認められない。【０１０１】
このことから、過酸化水素水やオゾン水とは異なり、二酸化チタンが存在している水の中に、水への溶解性を示さない固体物質、例えば半導体基板などを浸漬させたとしても、光照射の有無に関わらず、その固体物質の表面を酸化させることはできないという問題点がある。仮に、細かい粉末状の二酸化チタンを水中に分散させて酸化速度の上昇を試みたとしても、酸化処理後の二酸化チタンの分離・回収が容易ではないという問題点がある。【０１０２】
このように、かかる従来の技術には、環境に対する負荷、取り扱いの困難性という点において問題があった。
この点、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）を用いた酸化方法について、注目すべき報告がされている。【０１０３】
例えば、次の文献・山之内直俊、武田光雄、「亜酸化窒素」、高圧ガス、Ｖｏｌ．１３  Ｎｏ．３（１９７６）ｐ１０５〜１１１に記載されているように、亜酸化窒素は、常温・常圧では安定な気体であり、可視光による分解は起こらない。【０１０４】
この亜酸化窒素に対して、例えば、次の文献
・「気相における光化学反応」、日本化学会編，化学総説無機光化学
学会出版センターＮｏ．３９，（１９８３）ｐ１４〜３８
に記載されているように、２４０ｎｍよりも波長の短い光を照射すると、亜酸化窒素は窒素分子（Ｎ２）と原子状酸素（Ｏ）とに分解する。したがって、亜酸化窒素は、上述した問題に関して優れた特性を有している。【０１０５】
このような特性を持つ亜酸化窒素に関し、例えば、次の文献
・Ｋ．Ｕｎｏ，Ａ．Ｎａｍｉｋｉ，Ｓ．Ｚａｉｍａ，Ｔ．Ｎａｋａｍｕｒａ，Ｎ．Ｏｈｔａｋｅ、「XPS  Study  of  the  Oxidation  Process  of  Si（111）  via  Photochemical  Decomposition  of  Ｎ２Ｏ  by  an  UV  Excimer  Laser」、Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，193（１９８８）、ｐ３２１−３３５
に記載されているように、発生させた原子状酸素を用いてＳｉウエハー表面を酸化する技術、次の特許文献
・特公平４−３６４５６号公報
に記載されているように、発生させた酸素原子を用いて半導体基板表面に自然酸化物を形成する技術など、目的物質を酸化する技術について、いろいろな研究が行われてきている。【０１０６】
しかしながら、亜酸化窒素を用いた場合であっても、酸化を気相中で行う場合には、そのガスの取り扱いが困難であるという問題がある。また、オゾンの発生を抑制するため、処理チャンバー等の密閉装置が必要となり、必要に応じて処理チャンバー内の温度を昇温させなければならいため、亜酸化窒素による酸化のコストが高くなってしまうという問題がある。【０１０７】
この点につき、本発明者等は、鋭意研究を行った結果、先に出願した〔特願２００５−１４６３６１号〕に記載したように、液中に溶解した亜酸化窒素に光を照射することで、かかる従来の問題を一気に解決する方法を手にするに至った。すなわち、亜酸化窒素の溶液を用いた物質の酸化方法であって、かかる溶液と物質とを接触させ、同溶液に対して少なくとも２４０ｎｍ以下の波長の光を照射することでその物質の酸化を行う、亜酸化酸素溶液を用いた物質の酸化方法及びその装置である。【０１０８】
かかる状況下において、亜酸化窒素溶液の特性を活かした酸化技術の適用分野の拡大が待たれているところであった。
このような事情の下、本発明者等は、上述の種々の利点を有する本発明を成すに至ったものである。【０１０９】
したがって、亜酸化窒素溶液に紫外線を照射して行う酸化反応は、次のような特性を備えている。【０１１０】
かかる特性は、溶液中において２４０ｎｍ以下の紫外光を照射することで亜酸化窒素の解離を引き起こし、これによって発生した原子状酸素（Ｏ）によって物質を酸化するものである。【０１１１】
紫外光を照射しているときのみ物質を酸化するものであって、紫外光を照射しない限り安定である。よって光の照射時間を制御すれば、酸化時間が制御され、所望の時間のみ酸化反応を生じせしめることができるものである。【０１１２】
光の照射領域を制御すれば、酸化領域が制御され、所望の領域のみ酸化反応を生じせしめることができるものである。【０１１３】
酸化力が強く、酸化反応を強力に行う。【０１１４】
以下、これらの特性を、実験結果に基づき、さらに詳細に説明する。
なお、上述の特性以外にも、亜酸化窒素及びこの溶液は、従来の酸化物質にあっては見られず、相反すると考えられていた優れた特性を同時に満たしている。すなわち、亜酸化窒素には安全性が高く例えば水溶液は無害である、安全性が高いため分解処理を要しないとともに取り扱いが容易である、安定であるから長期保存が容易であるとともに各種装置の腐食対策を要しない、亜酸化窒素自体が安価であるとともに分解処理や腐食対策を要しないためランニングコストも削減できる、溶液中ではオゾンが発生しない、溶液の紫外線照射領域全体において酸化反応が生じ律速の問題が生じない、といった様々な優れた特性である。【０１１５】
＜メチレンブルーの酸化分解＞
光触媒の酸化力評価において行われる定番的な方法として、水溶したメチレンブルーの酸化分解がある。これを利用し、メチレンブルーと亜酸化窒素との混合水溶液を用いて、亜酸化窒素溶液の酸化力評価を行う。【０１１６】
メチレンブルーは水溶液の状態で青色を呈し、酸化されることで青色が消失して無色になる。光触媒の酸化力評価ではメチレンブルー（１０ｐｐｍ）水溶液の６６５ｎｍの吸光度変化を測定するのが一般的である。また、メチレンブルー（１０ｐｐｍ）水溶液の６６５ｎｍの吸光度が初期の１割程度にまで減少するためには、光触媒では数十分〜数百分程度の時間を要するのが一般的である。【０１１７】
図１は、メチレンブルーの酸化分解を行った実験装置の模式図である。実験装置１１は、上方の一面が開放された容器１２と、容器１２の真上に配置される光源としての高圧水銀ランプ１３とを含む。容器１２はテフロン（登録商標）加工されている。高圧水銀ランプ１３は、少なくとも２４０ｎｍ以下の波長を含む光を発生し、出力は１２００Ｗである。高圧水銀ランプ１３は、その光が容器１２の全面を照射するように、容器１２に近接して配置される。容器１２内に、メチレンブルー（１０ｐｐｍ）と亜酸化窒素が溶解しているメチレンブルー水溶液１４が充填される。【０１１８】
図２は、実験装置１１によるメチレンブルーの酸化分解実験結果を示すグラフであり、亜酸化窒素が約１０００ｐｐｍ溶解している。該グラフは、横軸に光照射時間（分）、縦軸にメチレンブルー水溶液の６６５ｎｍ吸光度を示す。ここである物質に入射された光の強度をＩｉ、そこから出射された光の強度をＩｏとすると、光の透過率（Ｔ）は数式１によって表される。そして、そのときの吸光度は数式２によって表される。【０１１９】
【数１】
2007058287.tif 000003
【０１２０】
【数２】
2007058287.tif 000004
【０１２１】
図２のグラフから、１分間の照射時間で約５割程度のメチレンブルーが分解され、３分間の照射時間で約９割程度のメチレンブルーが分解していることが確認された。【０１２２】
図３は、実験装置１１において、メチレンブルー（１０ｐｐｍ）とヘリウム（Ｈｅ）（含有量約１６ｐｐｍ）が溶解している水溶液を用いてメチレンブルーの酸化分解実験を行った結果を示した、光照射時間(分)とメチレンブルー水溶液の６６５ｎｍ吸光度の関係を示すグラフである。【０１２３】
ヘリウム（Ｈｅ）は、よく知られた不活性ガスであり、６６５ｎｍにおいて光を吸収しないことが分かっている。今回は、亜酸化窒素溶解水との比較を行う上で、使用する水中に溶解してしまっている空気成分（Ｎ２，Ｏ２，ＣＯ２など）を追い出すために、水中に強制的にヘリウム（Ｈｅ）を溶解させた。【０１２４】
図３に示したグラフからも明らかなように、亜酸化窒素を溶解している水を使った場合の図２に示した結果とは異なり、１分間の照射時間ではほとんど分解が認められず、３分間の照射時間でもメチレンブルーはあまり分解していないことが確認された。つまり、図２と図３との比較から、亜酸化窒素に対して光を照射することで、メチレンブルーを酸化分解できることが確認された。【０１２５】
図４は、実験装置１１において、高圧水銀ランプ１３を点灯しない状態で、メチレンブルー水溶液１４をただ放置した時間とメチレンブルー水溶液の６６５ｎｍ吸光度との関係を示すグラフである。水溶液１４にはメチレンブルーと亜酸化窒素が溶解しているが、２４０ｎｍ以下の波長の光を照射しない状態では、６０分間放置しても、６６５ｎｍ吸光度は変化しないことが確認された。つまり、図２と図４との比較から、亜酸化窒素に対して光を照射しなければ、メチレンブルーは酸化分解されないことが確認された。【０１２６】
図５は、実験装置１１において、高圧水銀ランプ１３によって水溶液１４に紫外光の照射を開始した後、０．５分が経過した時点で、水溶液１４への紫外光の照射を停止した状態とし、その時点から更に１分間が経過した時点で再び水溶液１４に紫外光が照射した状態へと戻した場合のメチレンブルー水溶液の６６５ｎｍ吸光度の変化を示すグラフである。【０１２７】
図５に示したグラフから、紫外光の照射を開始するとともに水溶液中のメチレンブルーが分解するが、紫外光の照射を停止した状態にしてからの１分間にはメチレンブルーの分解も停止した状態となっており、その後、紫外光が照射した状態に戻ると同時にメチレンブルーの分解の始まることが確認された。このことから、紫外光の照射時間を選択することによって、物質の酸化時間を制御することが可能であることが確認された。【０１２８】
以上の実験は、全て２４℃付近の室温にて実施したものである。この結果から、紫外光の照射時間を選択することで、物質の酸化時間を制御することが可能なことが確認された。なお、原子状酸素の寿命は極めて短く、また紫外光の照射を停止すると同時に原子状酸素の発生は停止するため、実質的には、紫外光の照射を停止することが酸化を停止することを意味している。【０１２９】
また実験では、亜酸化窒素を解離するための光源として、高圧水銀ランプ１３を使用したが、２４０ｎｍ以下の波長の光を発生するものであれば、高圧水銀ランプの以外の光源を使用することが可能である。ランプ出力として１２００Ｗを用いたが、これ以外の出力で行っても酸化分解は可能である。一般に同一のランプを用いた場合、出力によって酸化分解の速度が影響を受ける。つまり、ランプ出力が小さいと酸化分解の速度は低下し、逆にランプ出力が大きいと酸化分解の速度は上昇する。所望の酸化分解速度に応じて、適宜ランプ出力を選択するようにしてもよい。【０１３０】
図６は、実験装置１１を用い、紫外線光を照射したときの亜酸化窒素水溶液（亜酸化窒素含有量約１０００ｐｐｍ）の吸収スペクトルを示したものである。容器１２内にメチレンブルーは入っていない。横軸は、測定範囲２００〜３４０ｎｍの波長帯域を示し、縦軸は吸光度を示している。曲線Ｃ１〜Ｃ３は亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）の吸光度を示し、Ｃ３が３分間照射、Ｃ２が１分間照射、Ｃ１が照射なしを示している。グラフからも明らかなように、２４０ｎｍ以上の波長の光では、吸光度がゼロであり、光が全く吸収されていない。言い換えれば、光エネルギーの照射による亜酸化窒素の解離が行われないことがわかる。【０１３１】
表１は、図６に示した波長２０５ｎｍにおける吸光度から求めた亜酸化窒素の濃度変化を示すものである。なお、照射時間がゼロの濃度を飽和濃度（水温２５℃での値）として、各々の吸光度の相対値を掛け算にて算出したものである。３分間の照射により亜酸化窒素の濃度がかなり減少しているのがわかる。【０１３２】
【表１】
2007058287.tif 000005
【０１３３】
また、図６に示した実験結果から、実質的にオゾン（Ｏ３）の副生物の検出はされなかった。すなわち、オゾンの最大波長（λｍａｘ）は２６０ｎｍであるが、そこでの吸光度は検出限界以下であった。【０１３４】
＜シリコンウエハーの酸化＞
次にシリコンウエハーの酸化の実験結果を説明する。図７は、シリコンウエハーの酸化を行った酸化装置の模式図である。酸化装置１５は、実験装置１１と比べると、光源として高圧水銀ランプ１３に代えて低圧水銀ランプ１６を備えている点、容器１２の底面に同じ高さの複数の突起１７が形成されている点が異なっているが、その他の点においては同様の構成である。【０１３５】
低圧水銀ランプ１６は、１８５ｎｍの紫外波長を中心に、高圧水銀ランプ１３と同じく２４０ｎｍ以下の波長を含む光を発生するが、その出力は１１０Ｗである。
容器１２に充填されるのは、メチレンブルーと亜酸化窒素とを混合した水溶液１４でなく、メチレンブルーを含まず亜酸化窒素を約０．１％（１０６８ｐｐｍ）程度含有する水溶液１８である。【０１３６】
容器１２は、突起１７によって酸化対象物としての物質であるシリコンウエハーＷの裏面を支持する。
水溶液１８は、シリコンウエハーＷを容器１２内に配置した後、シリコンウエハーＷの全体が十分に浸漬される程度に容器１２内に充填される。
本例では、酸化すべきシリコンウエハーＷとして、その表面に存在する酸化物を予めフッ化水素水溶液にて除去したものを用いた。【０１３７】
図８は、酸化装置１５において各種ガスを溶解した水溶液を用いたときのシリコンウエハーＷの酸化膜の挙動を示すグラフである。横軸は紫外線の照射時間（分）、縦軸は酸化膜厚（Å）である。なお、光源として、低圧水銀ランプ１６に代えてオゾンレスタイプの高圧水銀ランプを用いている。【０１３８】
グラフにおいて、Ｇ１は、Ｎ２Ｏ、Ｇ２はＯ２、Ｇ３は空気、Ｇ４は不活性ガス（Ｈｅ、Ｎ２、Ａｒ）をそれぞれ溶在する溶液を示している。このグラフからも明らかなように、Ｎ２Ｏ溶解水は、他の溶解水よりも酸化レートが著しく高いことがわかる。このように、酸化力が非常に強い。ちなみに、Ｎ２Ｏは、１分の照射時間で６Å、Ｏ２は３Å、空気は２Å、他のＨｅ、Ｎ２、Ａｒは１〜２Åの成長であった。【０１３９】
照射時間とともに、酸化レートの曲線が減少するのは、水中に存在する酸化活性種の濃度が低下することが原因の１つと考えられる。従って、水中の酸化活性種の濃度が低下しないように、未使用の亜酸化窒素を容器１２内に注入すれば、酸化レートの低下を抑制することができるものと考えられる。【０１４０】
次に、亜酸化窒素を含む水溶液、過酸化水素水およびオゾン水を用いて、光照射される領域と光照射されない領域を設けた際のシリコンウエハー酸化の実験結果を説明する。図９は、シリコンウエハーの酸化を行った酸化装置の模式図である。酸化装置１９は、酸化装置１５と比べると、光源として低圧水銀ランプ１６に代えてオゾンレス高圧水銀ランプ２０を備えている点、シリコンウエハーＷの規定された領域への光照射を遮蔽する光遮蔽板２１を備えている点が異なっているが、その他の点においては同様の構成である。【０１４１】
オゾンレス高圧水銀ランプ２０は、２４０ｎｍ以下の波長を含む光を発生する。
容器１２に充填される水溶液２２としては、亜酸化窒素を約０．１％含有する水溶液または３１％過酸化水素水または４ｐｐｍオゾン水の３種類を用いた。【０１４２】
光遮蔽板２１は、シリコンウエハーＷの一部を覆うように、水溶液２２の上方に配設する。シリコンウエハーＷは、その表面に存在する酸化物を予めフッ化水素水溶液にて除去したものである。
何れの種類の溶液を用いる場合であっても、酸化処理は室温にて１分間実施する。【０１４３】
実験結果は次のとおりとなった。
約０．１％Ｎ２Ｏ溶解水に浸漬されたシリコンウエハーＷの酸化膜の厚さは、光を照射した領域では４．５Åであったのに対し、光を照射しなかった領域では検出下限（０．１Å）以下であり、酸化は全く進まなかった。３１％過酸化水素水での酸化膜の厚さは、光を照射した領域では３．７Å、光を照射しなかった領域では２．７Åであり、４ｐｐｍオゾン水での酸化膜の厚さは、光を照射した領域では１．９Å、光を照射しなかった領域では３．２Åであった。【０１４４】
即ち、光を照射しなかった領域の酸化膜厚に対する光を照射した領域の酸化膜厚の比に換算すると約０．１％Ｎ２Ｏ溶解水では４５倍以上、３１％過酸化水素水では１．４倍、４ｐｐｍオゾン水では０．６倍となり、オゾン水では光を照射した領域の方が酸化膜厚は減少した。【０１４５】
よって、過酸化水素水、オゾン水に比して、Ｎ２Ｏ溶解水では、光を照射した領域と光を照射しなかった領域の酸化力の差が非常に大きく、光の照射領域を制御することで、光が照射されていない領域を酸化することなく、光を照射した領域のシリコンのみを酸化することが可能であることが確認された。【０１４６】
これは、原子状酸素の寿命がナノ秒程度ときわめて短く、原子状酸素の溶液中における拡散移動距離が極めて小さいため、光の照射により解離された原子状酸素が移動して光の照射されていない領域において酸化反応を生じる確率が極めて低いためと考えられる。【０１４７】
本実施例では図９に示したように光遮蔽板２１を水溶液１８の上方に配置した場合を示したが、シリコンウエハーＷと接触している水溶液１８へと照射する光を遮蔽できればよいため、光遮蔽板２１は水溶液１８中に配置してもよく、また光遮蔽板２１はシリコンウエハーＷと接触した状態で配置してもよい。【０１４８】
シリコンウエハーＷの酸化は、光のエネルギーを直接シリコンウエハーＷへと与えるものではなく、シリコンウエハーＷと接触している水溶液１８中の亜酸化窒素へと与えるものであるため、必ずしも光がシリコンウエハーＷ表面へと到達させることが必要ではなく、例えば、シリコンウエハーＷと接触している水溶液１８に対して、シリコンウエハーＷ表面には直接には光が照射されないように横方向から光を照射して亜酸化窒素を解離させてシリコンウエハーＷを酸化してもよく、この場合には光遮蔽板２１はシリコンウエハーＷの横方に配置して光を遮蔽することが可能である。いずれの場合も、光が結果的にシリコンウエハーＷ表面に到達しても、酸化が抑制されるような化学反応がシリコンウエハーＷ自体の表面にて発生しないかぎり、本発明を実施するうえで、なんら問題はない。【０１４９】
図７、図９に示した酸化装置１５、１９では、光源としての低圧水銀ランプ１６、オゾンレス高圧水銀ランプ２０と容器１２およびシリコンウエハーＷとの距離を特に規定していない。しかし、一般的に同一光源を用いた場合、光源から酸化目的物質の極近傍に存在している亜酸化窒素までの距離が小さい方が、光の照度増加にともなって、亜酸化窒素の解離が効率的であり、酸化目的物質の酸化速度が上昇する。逆に光源から酸化目的物質の極近傍に存在している亜酸化窒素までの距離が大きい方が、光の照度減少にともなって、亜酸化窒素の解離の効率が低下し、酸化目的物質の酸化速度が低下する。このような観点からシリコンウエハーＷに対して所望する酸化速度に応じて、上記の距離を変えることが可能である。【０１５０】
次に、光源としてキセノンを用いた誘電体バリア放電ランプすなわちキセノンエキシマランプを用いたときのシリコンウエハーの酸化実験について説明する。使用したキセノンエキシマランプは、１７２ｎｍの波長を発光するが、これを大気中で使用すると、オゾンの発生が大きく、すなわち、光が大気によって吸収されてしまう。このため、大気による光の減衰をなくすため、窒素ガスによるパージを行いながら光を照射した。【０１５１】
実験条件として、チャンバーの内容積：８リットル、窒素の流量：１２リットル／分、水温：２３度、水量：５０ｍｌ、キセノンエキシマランプと容器の間隔：３ｍｍ、約５分のパージ中に１分間の光照射を行った。実験に用いた水溶液は、ヘリウム水溶液（ヘリウム含有量約１６ｐｐｍ）、亜酸化窒素水溶液（亜酸化窒素含有量約１０００ｐｐｍ）、酸素水溶液（酸素含有量約４０ｐｐｍ）の３種類である。【０１５２】
ヘリウム水溶液に浸漬されたシリコンウエハーＷの酸化膜の厚さは、０．４Å、亜酸化窒素水溶液では、酸化膜の厚さは、０．３Å、酸素水溶液では、０．５Åであった。この結果、いずれの水溶液においても、酸化がほとんど進行しないことが確認された。さらに、亜酸化窒素水溶液に関し、照射時間を３分間延長しても、酸化膜の厚さは変わらなかった。【０１５３】
また、シリコンウエハー上に水滴（０．２ｍｌ）を載せ、キセノンエキシマランプと接触させた状態で光照射を行った。ここでも、上記と同様に窒素ガスによるパージを行いながら光照射した。その結果、亜酸化窒素水溶液では、酸化膜厚が０．６Å、酸素水溶液では０．４Åであり、いずれもほとんど酸化が進行しないことが確認された。【０１５４】
かかる実験結果から、キセノンエキシマランプから発光された１７２ｎｍの波長の光は、大部分が水によって吸収され、それによって、亜酸化窒素がほとんど分解されず、シリコンウエハーの表面に酸化膜がほとんど成長しなかったと推測される。水の吸光度は、１６７ｎｍの波長が最大であるため、水溶液に照射する光は、水の吸光度が十分に小さくなる波長よりも長波長でなければならない。同時に、亜酸化窒素による光の吸収は、２４０ｎｍよりも短波長でなければならない。以上のことから、亜酸化窒素水溶液に照射する光の波長は、１７３ｎｍ以上であり、かつ２４０ｎｍ以下の範囲が望ましい。【０１５５】
亜酸化窒素溶液に紫外線を照射して行う酸化反応の特性は以上のとおりである。
一方、すでに述べたように、亜酸化窒素溶液の特性を活かした酸化技術の適用分野の拡大が待たれているところであった。このような状況下、本発明者等は、かかる酸化反応を物質そのもの又は物質表面又は物質表面の付着物等の改質作用として用いる技術を得るに至ったものである。
【実施例１】
【０１５６】
以下に、本発明の第１実施例である物質の親水化について図面を参照しながら説明する。図１０に本発明を適用した物質の親水化方法を用いて物質の親水化を行う物質の親水化装置を示す。【０１５７】
親水化装置３０は、亜酸化窒素の溶液Ｓを貯えるトレー状の容器３１と、容器３１の上方に配設され容器３１の内部に向けて紫外線を照射する光源としてのＫｒＩエキシマランプＬとを有している。【０１５８】
符号Ｘは、親水化対象物である物質としての被処理物を示している。【０１５９】
本例における被処理物Ｘは、平板形状のような比較的単純な形状をなす、例えばシリコンウエハー等の半導体基板、プリント配線基板等の基板、ポリカーボネート等のプラスチック、樹脂等のシートである。【０１６０】
容器３１は、上方が開放されているとともに、その底部に、被処理物Ｘを載置するための、互いに同じ高さの複数の突起３１ａを有している。容器３１は、被処理物Ｘを溶液Ｓに浸漬する態様で溶液Ｓを被処理物Ｘに接触させる溶液接触手段として機能するものである。
溶液Ｓは、亜酸化窒素の溶媒として水を用いた水溶液であり、溶液Ｓ中には、約１０００ｐｐｍの濃度で亜酸化窒素が溶存している。【０１６１】
ＫｒＩエキシマランプＬは、図１１に示す亜酸化窒素水溶液のＵＶ吸収スペクトル（Brit.J.Anaesth.,44,310(1972)より引用）の特徴に基づいて本発明者らが開発し、これを親水化装置３０に採用したものである。なお、図１１において、横軸が波長を表し縦軸が吸光度を示す。同図のＵＶ吸収スペクトルは、１００％亜酸化窒素により平衡に達した水の吸収スペクトルを表し、参照セルとしてヘリウムにより平衡化された水を用いている。【０１６２】
図１１から分かるように、亜酸化窒素水溶液のＵＶ吸収スペクトルは、１９０ｎｍ付近において吸光度で０．７を超えるピークを示す。【０１６３】
図７に示した低圧水銀ランプ１６の発光波長は１８５ｎｍを中心とするものであり、１８５ｎｍの波長での吸光度は、亜酸化窒素水溶液のＵＶ吸収スペクトルのピークである０．７を大きく下回る約０．０５となるため、効率が極めて低い。【０１６４】
一方、亜酸化窒素水溶液のＵＶ吸収スペクトルがピークを示す１９０ｎｍ付近を中心とした波長で発光する光源としては、アルゴン−フッ素を用いた電解結合型高周波放電ランプいわゆるフッ化エキシマランプが知られている。フッ化エキシマランプは１９３ｎｍを中心とした波長で発光する。【０１６５】
一般に、エキシマランプは、立ち上がり、立下りがよいという、本発明にかかる改質反応に適した特性を有している。【０１６６】
しかしながら、フッ化エキシマランプは、石英管が、これに封入されるフッ素によって劣化しやすい。すなわちフッ化エキシマランプは、フッ素と石英管との相性が悪く、寿命が短いという問題がある。また、図１１から明らかなように、亜酸化窒素水溶液のＵＶ吸収スペクトルはピーク付近で急峻であるため、１９０ｎｍに近いといえども、１９３ｎｍの波長では、吸光度がピークの値に比べて大きく低下する。【０１６７】
そこで、本発明者等は、亜酸化窒素水溶液による吸光度が最も高い波長１９０ｎｍに極めて近い、波長１９０ｎｍとほぼ同一の範囲内の、たとえば±１ｎｍの範囲内の波長１９１ｎｍの紫外波長で発光するＫｒＩエキシマランプＬを開発し、親水化装置３０に採用したものである。【０１６８】
なお、亜酸化窒素の溶液の吸光度は、その溶媒によって僅かに異なる場合があり、また吸光度が最も高くなる波長が僅かにシフトする場合もある。本例における水溶液では、吸光度のピーク形状に基づき、吸光度が最も高い波長とほぼ同一の範囲を±１ｎｍとしたが、この範囲は溶液の種類、言い換えると溶媒の種類によって異なるため、この種類によって吸光度が最も高い波長とほぼ同一の範囲も異なる場合がある。【０１６９】
ＫｒＩエキシマランプＬは、固体のヨウ素を気化させて所定量を量り取り石英管に封入する方法により製造したものである。【０１７０】
ＫｒＩエキシマランプＬの発光波長１９１ｎｍの亜酸化窒素水溶液の吸光度は、亜酸化窒素水溶液のＵＶ吸収スペクトルのピークにおける吸光度に近い約０．６５となるため、効率が良い。したがって、亜酸化窒素の光解離による酸素原子の発生を考えると、たとえば低圧水銀ランプ１６の発光波長１８５ｎｍにおける吸光度が約０．０５であることから、ＫｒＩエキシマランプＬは低圧水銀ランプ１６に比べると１０倍を超える効率で酸素原子を発生させることが可能であって、従来の光源に比べて酸素原子の発生効率が極めて高い。【０１７１】
ＫｒＩエキシマランプは、立ち上がり、立下りがよいという、本発明にかかる改質反応に適した、エキシマランプに一般の特性を有しているうえ、石英管が、封入したヨウ素によって劣化しにくく、ヨウ素と石英管との相性が良いため、寿命が長いという利点がある。【０１７２】
また、ＫｒＩエキシマランプＬによって発せられる波長１９１ｎｍの紫外光は、低圧水銀ランプによって発せられる波長１８５ｎｍの紫外光とほぼ同一の、亜酸化窒素を分解して酸化反応を行うのに十分大きなエネルギーを持つ。【０１７３】
さらに、ＫｒＩエキシマランプＬは、発光によるオゾンの発生が少ないという優れた特性を持つことも分かった。【０１７４】
図１２に、酸素のＵＶ吸収スペクトル（J.Chem.Phys.,21,1206(1953)より引用）を示す。かかるスペクトルにおいて、波長１７５ｎｍ付近から波長２００ｎｍ付近の領域では、非常に細かな吸収係数の周期的変動が見られる。かかる領域は、シューマンルンゲ帯と呼ばれるものである。【０１７５】
ＫｒＩエキシマランプＬによって発せられる１９１ｎｍの波長は、シューマンルンゲ帯中に含まれており、５−０バンドと４−０バンドとの間のいわば谷の部分に相当し、吸収係数が小さい。このように、ＫｒＩエキシマランプＬによって発せられる１９１ｎｍの波長は、酸素分子による吸光度が周期的に変化するシューマンルンゲ帯における、吸光度が極小となる波長とほぼ同一の範囲内の波長となっている。よって、酸素分子による吸収が少なく、酸素分子の解離、及びそれに引き続くオゾンの発生が少ない。【０１７６】
なお、吸光度の周期的変動形状に基づき、吸光度が極小となる波長とほぼ同一といえる範囲は異なるが、５−０バンドと４−０バンドとの間の形状からすれば、ＫｒＩエキシマランプＬによって発せられる１９１ｎｍの波長は、ほぼ同一の範囲内にあるといえる。【０１７７】
環境負荷となるオゾンの発生が少ないため、ＫｒＩエキシマランプＬの取り扱いは容易である。【０１７８】
この点、例えば、低圧水銀ランプによって発せられる紫外光の波長１８５ｎｍは、シューマンルンゲ帯中の８−０バンド上に位置し、吸収係数が大きい。よって、低圧水銀ランプと亜酸化窒素溶液との間に大気が存在すると、紫外光のエネルギーが酸素分子に吸収されやすく、多量にオゾンが発生するため、オゾン対策のための装置を要し、酸化反応の効率が低く、これを備えた装置の構造の複雑化、設計上の問題、大型化、高価格化を招くこととなる。【０１７９】
これに対し、ＫｒＩエキシマランプＬには次のような利点がある。
すなわち、ＫｒＩエキシマランプＬと亜酸化窒素溶液との間に大気が存在しても、ＫｒＩエキシマランプＬから発せられた紫外光のエネルギーが酸素分子に吸収されにくく、よって紫外光が亜酸化窒素溶液に至るまでに弱まりにくく、高効率で亜酸化窒素を分解できる。また大気による影響が少ないからＫｒＩエキシマランプＬの配設位置の自由度が高い。オゾン対策のための処理チャンバー等の密閉装置などの装置を省略または簡略化できる。【０１８０】
よって、親水化装置３０の親水化反応の効率が高く、構造が簡単で設計の自由度が高く、小型で低廉なものとすることができる。
このことは、ＫｒＩエキシマランプＬによって発せられる１９１ｎｍの波長が、溶液Ｓの吸光度が最も高い波長とほぼ同一の範囲内にあり、かつ、酸素分子のシューマンルンゲ帯における吸光度が極小となる波長とほぼ同一の範囲内にあるという２つの条件を同時に満たしていることによる相乗効果で、特に顕著に発揮されている。
なお、光源は、ＫｒＩエキシマランプＬでなくとも、かかる２つの条件のうち何れか１つのみを満たしている場合には、十分に本発明の適用性を有する。【０１８１】
このような構成の親水化装置３０にあっては、被処理物Ｘを突起３１ａ上に載置して容器３１内に配置した後、溶液Ｓを、被処理物Ｘの親水化を行うべき部分、ここでは図１０に示した状態における上面の全体が、十分に浸漬される程度に、容器３１内に充填する。ＫｒＩエキシマランプＬを発光させ、紫外線を被処理物Ｘの上面上に位置する溶液Ｓ全体に照射する。【０１８２】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物Ｘを強力に酸化し、被処理物Ｘの親水化が行われる。被処理物Ｘたる上述の基板、シートの表面が酸化されることにより、その表面には極性の官能基、具体的には、水酸基、カルボキシル基、カルボニル基等が導入される。また部分的には基板やシートを構成する高分子の分子鎖の切断・再結合等も起こり、分子レベルの微細な凹凸が形成され、表面が荒れたような状態となり、改質処理、ここでは親水化が行われる。【０１８３】
これにより、例えば、シート等へのラベル等の貼り付けが容易かつ良好に行なわれるようになり、また、プリント配線基板などに用いる樹脂基板を親水化した場合にメッキが良好に行われ、高品質のプリント配線基板が提供される。親水化された被処理物Ｘ表面への印刷を良好に行なうことが可能となる。親水化された被処理物Ｘ表面が防曇・防汚機能を有し、このような機能を要求される使用状況下における使用感が向上する。また、汚れが付いても、水で洗うことによって容易に除去される。【０１８４】
親水性、言い換えると物の濡れ易さは、接触角によって表すことができる。接触角は、固体（本例においては被処理物Ｘ）の表面に、溶液（本例においては溶液Ｓ）の液滴をたらして、液滴の端と固体表面との角度を測定することにより測定される。濡れ易いほど、すなわち親水性が高いほど、言い換えると疎水性が低いほど、液滴はつぶれた形になって接触角は小さくなり、濡れにくいほど、すなわち親水性が低いほど、言い換えると疎水性が高いほど、液滴は球に近い形になり、接触角は大きくなる。【０１８５】
所望の親水化を行うと親水化を終了し、親水化された被処理物Ｘが得られる。親水化後、必要に応じて被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。亜酸化窒素は安全であるため、親水化後に溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。【０１８６】
ＫｒＩエキシマランプＬが発する紫外光は直進性が高いが、図１０に示したように被処理物Ｘが板状であってその上面のみを親水化したい場合など、親水化したい部位が比較的単純な形状の場合には、紫外光を照射しやすく、所望の親水化を行うことができる。【０１８７】
しかしながら、被処理物Ｘの形状が複雑な場合など、親水化したい部位が比較的複雑な場合には、被処理物Ｘが紫外光を透過する物質であるなどの特別な場合を除き、かかる紫外光の直進性が高いゆえに所望の部位に光を照射することが難しい場合があり、親水化を十分に行うことができないことがある。図１０に示した例のように、被処理物Ｘが板状であるなど単純な形状である場合でも、その全体を親水化することは困難である。【０１８８】
図１０に示した例でも、被処理物ＸがＫｒＩエキシマランプＬによる紫外光を透過する物質である場合、たとえば光学機器やメガネレンズ等のレンズである場合や、容器３１の底部を鏡面加工し、この鏡面による反射によって被処理物Ｘ全体に紫外光を十分に導く構成とした場合などには、被処理物Ｘの全体を親水化することも可能である。【０１８９】
しかし、一般に、立体的な形状を有する被処理物Ｘの表面全体を、被処理物Ｘの態位を変えずに図１０に示した構成で親水化することは困難である。このことは例えば、被処理物Ｘが、表面に凹凸がある物質である場合において顕著である。【０１９０】
かかる事情に鑑みた親水化装置を図１３に示す。なお、図１０に示した構成と同様の構成については、図１０に示した構成に付した符号と同一の符号を付し、適宜説明を省略する。これは以下説明する各構成例においても同様である。【０１９１】
親水化装置４０は、亜酸化窒素の溶液Ｓをその内部に貯える容器４１と、容器４１と一体に設けられ容器４１の内部に紫外線を照射するＫｒＩエキシマランプＬとを有している。【０１９２】
容器４１は、上方に開口４２を有する本体４３と、開口４２を塞ぐ蓋４４とを有し、球体状をなしており、本体４３及び蓋４４の内面には鏡面加工が施してある。容器４１は、被処理物Ｘを溶液Ｓに浸漬する態様で溶液Ｓを被処理物Ｘに接触させる溶液接触手段として機能するものである。
ＫｒＩエキシマランプＬは、本体４３の内部に露出する態様で側部及び底部に複数配設されている。
被処理物Ｘは、表面に凹凸のある比較的複雑な形状をなしている。被処理物Ｘは、かかる形状であって表面を親水化する必要がある物であればどのような物でも良いが、本例ではポリカーボネート等のプラスチック、樹脂等によって構成された電気製品の筐体である。【０１９３】
このような構成の親水化装置４０にあっては、被処理物Ｘを開口４２から本体４３内部に入れた後に、溶液Ｓを開口４２から注いで本体４３内を満たし、これによって被処理物Ｘの全体を浸漬する。溶液Ｓを開口４２から注いで本体４３内を満たした後に、被処理物Ｘを開口４２から本体４３内部に入れてもよい。被処理物Ｘの全体を浸漬した状態で、開口４２を蓋４４で塞ぐ。【０１９４】
ＫｒＩエキシマランプＬを発光させると、側部及び底部に複数配設されたＫｒＩエキシマランプＬが側方及び下方から紫外光を照射することとともに、紫外光が本体４３及び蓋４４の内面に設けられた鏡面によって反射されることにより、紫外線が被処理物Ｘの表面上に位置する溶液Ｓ全体に照射される。【０１９５】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物Ｘを強力に酸化し、被処理物Ｘの親水化が行われる。被処理物Ｘたる上述の筐体の表面が酸化されることにより、その表面には上述の極性の官能基が導入され、また上述の分子レベルの微細な凹凸が形成され、表面が荒れたような状態となり、親水化が行われる。【０１９６】
これにより、例えば、筐体へのラベル等の貼り付けが容易かつ良好に行なわれるようになる。親水化された被処理物Ｘ表面への印刷を良好に行なうことが可能となる。親水化された被処理物Ｘ表面が防曇・防汚機能を有し、このような機能を要求される使用状況下における使用感が向上する。また、汚れが付いても、水で洗うことによって容易に除去される。【０１９７】
所望の親水化を行うと親水化を終了し、親水化された被処理物Ｘが得られる。親水化後、必要に応じて被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。【０１９８】
かかる親水化により、表面に凹凸のある比較的複雑な形状の被処理物Ｘの所望の親水化が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、親水化後に溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。【０１９９】
なお、本体４３内における被処理物Ｘの保持が必要な場合は、紫外光の照射に影響を与えない形状、位置、紫外光を透過する材質を適宜選択した保持部材を本体４３内に配設することによって保持を行うことができる。かかる保持部材は被処理物Ｘの比重が溶液Ｓとの比重とほぼ等しく溶液Ｓ中に浮いた状態となる場合には省略することができる。そのため、溶液Ｓに比重を調整するための調整剤を溶解させることもできる。【０２００】
親水化装置４０によれば、表面に凹凸のある比較的複雑な形状の被処理物Ｘの表面の親水化を行うことができるが、被処理物Ｘが、筒、ビン、コップのように、内部に空間のある形状をなしこの部分の親水化を行なう必要がある場合には、被処理物Ｘが紫外光を透過する物質である特別な場合を除き、かかる空間を構成した内面を図１３に示した構成で親水化することは困難である。【０２０１】
かかる事情に鑑みた親水化装置を図１４に示す。【０２０２】
親水化装置５０は、亜酸化窒素の溶液Ｓをその内部に貯える容器５１と、容器５１と一体に設けられ容器５１の内部に紫外線を照射するＫｒＩエキシマランプＬと、容器５１の内部に配設されるＫｒＩエキシマランプＬとを有している。【０２０３】
容器５１は、上方に開口５２を有する本体５３と、開口５２を塞ぐ蓋５４とを有し、球体状をなしており、本体５３及び蓋５４の内面には鏡面加工が施してある。容器５１は、被処理物Ｘを溶液Ｓに浸漬する態様で溶液Ｓを被処理物Ｘに接触させる溶液接触手段として機能するものである。
容器５１と一体のＫｒＩエキシマランプＬは、本体５３の内部に露出する態様で側部及び底部に複数配設されている。
被処理物Ｘは、ビン形状のものである。被処理物Ｘは、内部に空間のある形状であってこの部分及び外側の表面を親水化する必要があるものであればどのようなものでも良いが、本例ではポリカーボネート等のプラスチック、樹脂等、特にフッ素樹脂によって構成されたビン、または洋式便器である。【０２０４】
このような構成の親水化装置５０にあっては、被処理物Ｘを開口５２から本体５３内部に入れた後に、溶液Ｓを開口５２から注いで本体５３内を満たし、これによって被処理物Ｘの全体を浸漬し、被処理物Ｘの内部にＫｒＩエキシマランプＬを挿入する。溶液Ｓを開口５２から注いで本体５３内を満たした後に、被処理物Ｘを開口５２から本体５３内部に入れて全体を浸漬し、被処理物Ｘの内部にＫｒＩエキシマランプＬを挿入してもよい。被処理物Ｘを開口５２から本体５３内部に入れた後に、被処理物Ｘの内部にＫｒＩエキシマランプＬを挿入し、溶液Ｓを開口５２から注いで本体５３内を満たして被処理物Ｘを浸漬してもよい。【０２０５】
被処理物Ｘの全体を浸漬した状態で、開口５２を蓋５４で塞ぐ。
被処理物Ｘに挿入するＫｒＩエキシマランプＬを蓋５４に一体化し、開口５２を蓋５４で閉じればＫｒＩエキシマランプＬが被処理物Ｘに挿入されるように構成しても良い。【０２０６】
ＫｒＩエキシマランプＬを発光させると、本体５３の側部及び底部に複数配設されたＫｒＩエキシマランプＬが側方及び下方から紫外光を照射し、また被処理物Ｘの内部に配設されたＫｒＩエキシマランプＬが内部から紫外光を照射するとともに、紫外光が本体５３及び蓋５４の内面に設けられた鏡面によって反射されることにより、紫外線が被処理物Ｘの外面上及び内面上に位置する溶液Ｓ全体に照射される。【０２０７】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物Ｘを強力に酸化し、被処理物Ｘの親水化が行われる。被処理物Ｘたる上述の筐体の表面が酸化されることにより、その表面には上述の極性の官能基が導入され、また上述の分子レベルの微細な凹凸が形成され、表面が荒れたような状態となり、親水化が行われる。【０２０８】
これにより、例えば、便器へのラベル等の貼り付けが容易かつ良好に行なわれるようになる。親水化された被処理物Ｘ表面への印刷を良好に行なうことが可能となる。親水化された被処理物Ｘ表面が防曇・防汚機能を有し、このような機能を要求される使用状況下における使用感が向上する。また、汚れが付いても、水で洗うことによって容易に除去される。【０２０９】
所望の親水化を行うと親水化を終了し、親水化された被処理物Ｘが得られる。親水化後、必要に応じて被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。【０２１０】
かかる親水化により、内部に空間がありこの空間の開口がある形状の、被処理物Ｘの内外の表面の所望の親水化が行われる。
内部の空間が細い形状でもＫｒＩエキシマランプＬを挿入して紫外線照射を行うことができれば高度な親水化を行うことができる。
また例えば、ＫｒＩエキシマランプＬを挿入できない、ホールピペットのような中空状の物でも紫外光が透過されれば内部を高度に親水化することができる。
亜酸化窒素は安全であるため、親水化後に溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。【０２１１】
なお、本体５３内における被処理物Ｘの保持が必要な場合は、紫外光の照射に影響を与えない形状、位置、紫外光を透過する材質を適宜選択した保持部材を本体５３内に配設することによって保持を行うことができる。かかる保持部材は被処理物Ｘの比重が溶液Ｓとの比重とほぼ等しく溶液Ｓ中に浮いた状態となる場合には省略することができる。そのため、溶液Ｓに比重を調整するための調整剤を溶解させることもできる。【０２１２】
親水化装置４０、５０によれば、容器４１、５１内部に収納できるとともに容器４１、５１内部の溶液Ｓに浸漬でき、この状態で紫外光を照射できる被処理物Ｘについては親水化を行うことができる。しかし、被処理物Ｘが、比較的大きな物である場合や、布地のように紫外線を照射して親水化するには展開して表面積を大きくする必要がある物である場合に、これを親水化するには、容器４１、５１を極めて大きくする必要があり、親水化装置４０、５０の大型化を招く。【０２１３】
かかる事情に鑑みた親水化装置を図１５に示す。
親水化装置６０は、主にシート状の被処理物Ｘを対象としたものであって、亜酸化窒素の溶液Ｓを貯えるトレー状の容器６１と、被処理物Ｘを巻き掛けた複数のローラ６２と、容器６１から引き上げた被処理物Ｘの表面に供給された溶液Ｓの一部を必要に応じて除去するためのブレード６３と、被処理物の送り方向についてブレード６３よりも下流側に設置された紫外線を照射するためのＫｒＩエキシマランプＬと、被処理物Ｘを移動させる移動手段としての図示しない巻き取り機構とを有している。【０２１４】
容器６１とローラ６２と巻き取り機構とは、被処理物Ｘを溶液Ｓに浸漬する態様で溶液Ｓを被処理物Ｘに接触させる溶液供給手段として機能するものである。また、ブレード６３は、図示される作動位置と図示しない非作動位置に移動可能になっている。このブレード６３は、作動位置に移動されると、被処理物Ｘの表面に供給された溶液Ｓの一部を必要に応じてかきとる。これにより被処理物Ｘの表面上の供給された溶液Ｓの厚さが均等になり、溶液供給量の均等化が図られる。ＫｒＩエキシマランプＬは、互いに向き合うように鉛直方向に所定の間隔を持って平行に延設され、互いに向き合う方向に紫外光を照射するようになっている。複数のローラ６２は回転自在であって、被処理物ＸがＫｒＩエキシマランプＬの間を通過するように被処理物Ｘを支持している。【０２１５】
巻き取り機構は、被処理物Ｘを巻き付けられる芯棒と、この芯棒を回転駆動する駆動源としてのモータとを有し、被処理物Ｘを巻き取ることで容器６１内を移動させるものである。
被処理物Ｘは、プラスチックシート、布地など、シート状であり巻き取り機構によって巻き取ることができるものであればどのようなものでも良いが、本例では、ポリカーボネート等のプラスチック、樹脂等のフィルムである。【０２１６】
このような構成の親水化装置６０にあっては、被処理物Ｘをローラ６２に巻き掛けるとともに巻き取り機構によって巻き取ることができる状態とした後、溶液Ｓを、ＫｒＩエキシマランプＬの間に位置する被処理物Ｘを浸漬する程度に、容器６１内に充填する。そして、巻き取り機構によって被処理物Ｘに送りをかける。そして、溶液Ｓに浸漬された後、巻き取られた被処理物Ｘに供給された溶液Ｓの一部を必要に応じてブレード６３によってかきとり、溶液Ｓの供給量の均等化を図る。その後、ＫｒＩエキシマランプＬの間に送られた被処理物Ｘは、当該ランプからの紫外線の照射を受けることで親水化される。【０２１７】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物Ｘを強力に酸化し、被処理物Ｘの親水化が行われる。被処理物Ｘたる上述のフィルムの表面が酸化されることにより、その表面には上述の極性の官能基が導入され、また上述の分子レベルの微細な凹凸が形成され、表面が荒れたような状態となり、親水化が行われる。【０２１８】
これにより、例えば、フィルムへのラベル等の貼り付けが容易かつ良好に行なわれるようになる。親水化された被処理物Ｘ表面への印刷を良好に行なうことが可能となる。親水化された被処理物Ｘ表面が防曇・防汚機能を有し、このような機能を要求される使用状況下における使用感が向上する。また、汚れが付いても、水で洗うことによって容易に除去される。【０２１９】
巻き取り機構による被処理物Ｘの巻き取り速度は、被処理物ＸがＫｒＩエキシマランプＬの間を移動する間に親水化が十分に行われるように調整される。巻き取り機構による被処理物Ｘの巻き取りが終了することで親水化が終了し、親水化された被処理物Ｘが得られる。親水化後、必要に応じて被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。乾燥を行う場合には、巻き取りながらこれを行っても良い。【０２２０】
かかる親水化により、被処理物Ｘの表面の所望の親水化が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、親水化後に溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。【０２２１】
被処理物Ｘを移動させる移動手段は、上述した巻き取り機構でなく、被処理物Ｘを載置、あるいは固定などした態様で移動させるベルト等の運搬部材を備えた構成であっても良く、このような構成にすれば、被処理物Ｘはシート状のものに限らず、比較的大きな物を被処理物Ｘとしてこれを親水化することができる。この構成によれば、複数の被処理物Ｘを運搬部材によって運搬しながら連続して親水化することができる。被処理物Ｘの全体をかかる運搬部材で運搬しつつ親水化するために、運搬部材の配置位置、形状、紫外線を透過する材質を用いること、ＫｒＩエキシマランプＬの配置位置、数などを適宜選択できる。【０２２２】
このような親水化装置６０では、被処理物Ｘが、比較的大きな物である場合や、紫外線を照射して親水化するには展開して表面積を大きくする必要がある物である場合も、容器６１の大きさが、被処理物Ｘによってさほど左右されず、大型化が抑制される。
また、運搬が容易であり容器６１内部の溶液Ｓに浸漬でき、この状態で紫外光を照射できる被処理物Ｘについて親水化を行うことができる。
しかし、被処理物Ｘが、机、床、壁など容易に運搬できないものである場合には親水化が困難、または不能なことがある。【０２２３】
かかる事情に鑑みた親水化装置を図１６に示す。
親水化装置７０は、図示しない被処理物を対象としたものであって、亜酸化窒素の溶液Ｓを貯える方形状の容器７１と、容器７１の内部に配設され容器７１の外部に向けて紫外線を照射するＫｒＩエキシマランプＬと、容器７１内部に溶液Ｓを供給する給液管７２と、容器７１内部の溶液Ｓを排出する廃液管７３と、給液管７２に溶液Ｓを供給するとともに廃液管７３から溶液Ｓを排出して容器７１内の溶液Ｓの制御を行う溶液制御手段とを有している。【０２２４】
被処理物は、机の上面、床、壁など、主に運搬が困難な物であって、本例では、親水化することにより、カビや手垢等の汚れ等が付着しにくくなる等の材質によって構成された、例えば浴室に用いる壁等の壁の表面を対象としたものである。かかる材質としては、特にフッ素樹脂が挙げられるが、その他適宜ポリカーボネート等のプラスチック、樹脂等とすることもできる。【０２２５】
容器７１は、一面が開放された容器本体７４と、容器本体７４内に、容器本体７４内の空間を仕切るように、開放された面と平行に配設されたガラス７５と、容器本体７４の開放された面の縁に対応して配設された弾性部材としてのゴム７６とを有している。
容器本体７４には給液管７２、廃液管７３のそれぞれと連通して溶液Ｓを通す図示しない孔が形成されている。これらの孔は、容器本体７４の、ガラス７５によって閉鎖された空間の外部に位置する。
容器本体７４の内表面には鏡面加工が施してある。【０２２６】
ＫｒＩエキシマランプＬは、容器本体７４の、ガラス７５によって閉鎖された空間の内部に複数配設されている。ＫｒＩエキシマランプＬはガラス側に向けて紫外光を照射する。ＫｒＩエキシマランプＬはガラス７５によって閉鎖された空間の内部に位置するため、溶液Ｓによって濡れることはない。【０２２７】
ゴム７６は、被処理物を親水化するために容器７１を被処理物に設置するときに被処理物に弾性的に当接して傷を付けないようにするための緩衝部材として機能するとともに、ＫｒＩエキシマランプＬによって照射された紫外光が外部に漏れないようにシーリングするシーリング部材として機能する。【０２２８】
溶液制御手段は、給液管７２に連結され、溶液Ｓを、被処理物を親水化するのに十分な量貯える溶液貯蔵部と、廃液管７３を通じて排出された溶液Ｓを貯えるのに十分な容量を持っている廃液貯蔵部と、廃液管７３に連結され、廃液管７３、後述する密閉空間及び給液管７２内に負圧を生じさせることで、溶液貯蔵部内の溶液Ｓを、給液管７２を通じて容器７１内に導き、また容器７１内の溶液Ｓを、給液管７２を通じて廃液貯蔵部に導くための吸引ポンプとを有している。
容器７１と溶液制御手段とは、溶液Ｓを被処理物に接触させる溶液接触手段として機能するものである。【０２２９】
このような構成の親水化装置７０にあっては、被処理物の親水化を行うべき部位に、ゴム７６の弾性を利用して容器７１を密着させ、被処理物と容器本体７４とガラス７５とで密閉空間を形成した後、吸引ポンプを作動させてかかる密閉空間を溶液Ｓで満たす。この状態でＫｒＩエキシマランプＬを発光させ、紫外線を被処理物の親水化を行うべき部位上に位置する溶液Ｓに照射する。【０２３０】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物を強力に酸化し、被処理物の親水化が行われる。被処理物Ｘたる上述の筐体の表面が酸化されることにより、その表面には上述の極性の官能基が導入され、また上述の分子レベルの微細な凹凸が形成され、表面が荒れたような状態となり、親水化が行われる。【０２３１】
これにより、例えば、壁へのラベル等の貼り付けが容易かつ良好に行なわれるようになる。親水化された被処理物Ｘ表面への印刷を良好に行なうことが可能となる。親水化された被処理物Ｘ表面が防曇・防汚機能を有し、このような機能を要求される使用状況下における使用感が向上する。また、汚れが付いても、水で洗うことによって容易に除去される。
親水化の過程で亜酸化窒素が消費されるため、適宜吸引ポンプを駆動して密閉空間内の溶液Ｓを交換してもよい。【０２３２】
密閉空間内の溶液Ｓの亜酸化窒素の濃度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段によって検出した亜酸化窒素濃度が親水化を行うのに適した所定の濃度を下回ったときに吸引ポンプを駆動する制御手段とを溶液制御手段に設け、フィードバック制御を行って密閉空間内の溶液Ｓの亜酸化窒素の濃度を親水化に適した範囲に保つように構成することができる。【０２３３】
所望の親水化が行われると親水化を終了し、親水化された被処理物が得られる。親水化後、給液管７２を溶液貯蔵部または容器７１から取り外すこと等により、溶液貯蔵部から容器７１への溶液Ｓの供給が行われない状態としてから、吸引ポンプを駆動して、容器７１内の溶液Ｓを廃液貯蔵部に排出し、容器７１を被処理物から離脱させる。必要に応じて被処理物に付着している溶液Ｓを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。【０２３４】
かかる親水化により、本例では、壁の表面が、カビや手垢等の汚れ等が付着しにくくなる等の親水化加工が行なわれる。また、その他被処理物に応じて、机の上面、床、壁など、主に運搬が困難な被処理物の表面の所望の親水化が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、廃液貯蔵部に排出された溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。【０２３５】
容器７１と被処理物との密着状態が保たれ、溶液Ｓの漏れが問題とならない場合には、親水化装置７０の、特に容器７１を、移動させつつ親水化を行っても良い。容器７１を移動させる前に溶液Ｓを排出するための時間が不要となり、連続して親水化を行うことができるため、効率よく親水化を行うことができる。【０２３６】
容器７１と被処理物とが密着状態となることは、上記の密閉空間から紫外光が漏れることを防止することにもなり、紫外光が外界に与える影響を回避することができる。
なお、図１３、図１４に示した例でも、容器４１、５１内が密閉されているため、紫外光が外界に漏れることによる影響が回避されている。【０２３７】
親水化装置７０のように、親水化の過程で亜酸化窒素が消費されることを考慮し、溶液Ｓを交換可能に構成することは、高い親水化性能を発揮することにきわめて優れている。また、溶液Ｓ中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な親水化性能を担保することが可能である。上述の、図１０、１３ないし図１５に示した構成例においても、親水化の過程で溶液Ｓを交換可能に構成することができる。【０２３８】
たとえば、図１７に、親水化の過程で溶液Ｓを交換可能に構成した親水化装置を示す。なお、この親水化装置８０は、図１０に示した親水化装置３０に対応するものである。【０２３９】
親水化装置８０は、溶液Ｓを貯えるトレー状の容器８１と、容器８１の上方に配設され容器８１の内部に向けて紫外線を照射するＫｒＩエキシマランプＬと、容器８１の内部で被処理物Ｘを保持する保持部材８２と、容器８１に溶液Ｓを供給するとともに容器８１から溶液Ｓを排出して容器８１内の溶液Ｓの制御を行う溶液制御手段８３と、ＫｒＩエキシマランプＬと着脱自在の態様で一体に配設された遮蔽手段としてのマスク８９とを有している。【０２４０】
溶液制御手段８３は、容器８１内部に溶液Ｓを供給する給液管８４と、容器８１内部の溶液Ｓを排出する廃液管８５と、給液管８４の上端に連結され、溶液Ｓを、被処理物Ｘを親水化するのに十分な量貯える溶液貯蔵部としてのタンク８６と、廃液管８５を通じて排出された溶液Ｓを貯えるのに十分な容量を持っている図示しない廃液貯蔵部と、給液管８４の中ほどに配設されタンク８６内の溶液Ｓを容器８１に導くか否か、また容器８１に導く溶液Ｓの流量を調節する給液バルブ８７と、廃液管８５に配設され容器８１内の溶液Ｓを廃液貯蔵部に排出するか否か、また排出する溶液Ｓの流量を調節する廃液バルブ８８とを有している。
容器８１と溶液制御手段８３とは、被処理物Ｘを溶液Ｓに浸漬する態様で溶液Ｓを被処理物Ｘに接触させる溶液接触手段として機能するものである。【０２４１】
保持部材８２は、容器８１内に溶液Ｓの流れが生じた場合でも被処理物Ｘを位置保持できるように被処理物Ｘを保持する。
保持部材８２の一端は、容器８１に支持され固定されている。
保持部材８２は、容器８１内に溶液Ｓの流れが生じた場合に、かかる流れを妨げない形状となっている。そのため、容器８１内における溶液の交換が良好に行われる。【０２４２】
マスク８９は、ＫｒＩエキシマランプＬと被処理物Ｘとの間に位置するものであり、ＫｒＩエキシマランプＬによって発せられた紫外光を所定位置において遮る、遮光性材料であるクロム膜等によって構成されたパターン８９ａを有している。【０２４３】
よって、親水化装置８０は、図１０に示した親水化装置３０と比較して、溶液制御手段８３を備えていることで溶液Ｓが交換可能となっているが、これのみならず、マスク８９を備えていることでパターン化された親水化を行うことが可能となっている。【０２４４】
このような構成の親水化装置８０にあっては、被処理物Ｘを保持部材８２によって保持して容器３１内に配置した後、給液バルブ８７を開いて、タンク８６内の溶液Ｓを、被処理物Ｘの親水化を行うべき部分、ここでは図１７に示した状態における上面の全体が、十分に浸漬される程度に、容器８１内に充填する。ＫｒＩエキシマランプＬを発光させ、紫外線を被処理物Ｘに向けて照射する。
紫外光は、マスク８９を透過する際に、パターン８９ａによって、パターン８９ａの形状に応じて、一部を遮られ、一部が被処理物Ｘの上面上に位置する溶液Ｓに照射される。【０２４５】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物Ｘを強力に酸化し、被処理物Ｘの親水化が行われる。被処理物Ｘたる上述の基板、シートの表面が酸化されることにより、その表面には上述の極性の官能基が導入され、また上述の分子レベルの微細な凹凸が形成され、表面が荒れたような状態となり、親水化が行われる。【０２４６】
これにより、例えば、シート等へのラベル等の貼り付けが容易かつ良好に行なわれるようになる。親水化された被処理物Ｘ表面への印刷を良好に行なうことが可能となる。親水化された被処理物Ｘ表面が防曇・防汚機能を有し、このような機能を要求される使用状況下における使用感が向上する。また、汚れが付いても、水で洗うことによって容易に除去される。【０２４７】
原子状酸素の拡散移動距離はきわめて小さいので、紫外光が照射された被処理物Ｘの表面は親水化されるが、紫外光がマスク８９により遮断された領域まで原子状酸素は移動できず、このために、紫外光がマスク８９により遮断された領域においては原子状酸素による親水化が行われない。このようにして、被処理物Ｘがシリコンウエハーなどの基板である場合、所望のパターンの酸化膜が形成される。【０２４８】
親水化の過程で亜酸化窒素が消費されるため、適宜給液バルブ８７、廃液バルブ８８を開閉して密閉空間内の溶液Ｓを交換し、容器８１内の溶液Ｓの亜酸化窒素の量及び濃度を親水化に適した範囲に保つ。容器８１内の溶液Ｓの亜酸化窒素の濃度を親水化に適した範囲に保つべく、適宜給液バルブ８７、廃液バルブ８８は、その流量が適切になるように開閉を調整される。【０２４９】
容器８１内の溶液Ｓの亜酸化窒素の濃度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段によって検出した亜酸化窒素濃度が親水化を行うのに適した所定の濃度を下回ったときに給液バルブ８７、廃液バルブ８８を駆動する制御手段とを溶液制御手段８３に設け、フィードバック制御を行って容器８１内の亜酸化窒素の量及び濃度を親水化に適した範囲に保つように構成することができる。この場合、容器８１内の溶液Ｓの亜酸化窒素の濃度を親水化に適した範囲に保つべく、適宜給液バルブ８７、廃液バルブ８８は、その流量が適切になるように制御手段によって開閉を調整する。【０２５０】
所望の親水化を行うと親水化を終了し、親水化された被処理物Ｘが得られる。親水化後、必要に応じて被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。容器８１の溶液Ｓは、適宜、廃液バルブ８８を開いて廃液貯蔵部に排出する。【０２５１】
かかる親水化により、被処理物Ｘの表面の所望の親水化が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、親水化後に溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。また、溶液Ｓ中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な親水化性能を担保することが可能である。
このような溶液制御手段８３は、図１３ないし図１５に示して説明した親水化装置４０、５０、６０に同様に適用することができる。【０２５２】
図１３ないし図１５に示した親水化装置４０、５０、６０においても、ＫｒＩエキシマランプＬと被処理物Ｘとの間にマスク８９と同様にマスクを配設することで、パターニングされた親水化を行うことができる。
この場合、親水化装置４０、５０にあっては、被処理物Ｘを位置保持した状態で紫外線の照射を行う必要がある。【０２５３】
また親水化装置６０にあっては、巻き取り機構による被処理物Ｘの巻き取りを間欠的に行い、被処理物Ｘの停止時に紫外線の照射を行う。巻き取りの停止時に親水化を行い、親水化後にパターン長さ以上の長さで被処理物Ｘの巻き取りを行うという動作を繰り返せば、連続して同じパターンで親水化された被処理物Ｘを得ることができる。パターンの形成後、パターンとパターンとの間で被処理物Ｘを切断すれば、同一のパターンを形成した被処理物Ｘを多数得ることができる。【０２５４】
パターン化された親水化を行うためには、マスク８９を用いるのでなく、溶液Ｓを、印刷技術等を用いることにより、所望のパターンで被処理物Ｘに付着させ、溶液Ｓの塗布のパターニングを行い、紫外線を被処理物Ｘの、少なくとも溶液Ｓの付着部位に照射するようにしても良い。
なお図１６に示した親水化装置７０も、これを用いて被処理物の表面の一部を親水化する場合には、パターン化された親水化を行うということができる。【０２５５】
図１６に示した親水化装置７０は、机の上面、床、壁など、主に運搬が困難な被処理物を対象としたものであった。かかる親水化装置７０は、比較的大きな部分を親水化することに適している。これに対し、比較的小さな部分をスポット的に親水化することが要求される場合もある。【０２５６】
かかる事情に鑑みた親水化装置を図１８に示す。
親水化装置９０は、インプラントされた人工の歯牙など、主にスポット状に親水化することが要求される図示しない被処理物を対象としたものであって、亜酸化窒素の溶液Ｓを被処理物に向けて射出する射出手段９１と、射出手段９１の内部に配設され射出手段９１によって射出される溶液Ｓの射出方向に向け、同溶液Ｓの軌跡上に位置するように紫外光を照射するＫｒＩエキシマランプＬとを有している。
被処理物は、インプラントされた人工の歯牙のみならずスポット状に親水化されることが要求されるものであれば、どのようなものでも良い。【０２５７】
射出手段９１は、親水化を行う使用者が手に持って使用するノズル部９２と、ノズル部９２に連結され、溶液Ｓを、被処理物を親水化するのに十分な量貯える図示しない溶液貯蔵部と、溶液貯蔵部に貯えられた溶液Ｓに所定の圧力をかけてノズル部９２に送り出す図示しないポンプとを有している。
射出手段９１は、溶液Ｓを被処理物に接触させる溶液接触手段として機能するものである。【０２５８】
ノズル部９２は、ＫｒＩエキシマランプＬを一体に有している。ノズル部９２は、使用者が手に持つグリップ９３と、溶液を射出する射出口９４と、ノズル部９２から溶液Ｓを射出するか否かを切り換える図示しないトリガーと、トリガーを操作して溶液Ｓを射出口９４から射出するときに溶液Ｓが満たされる、ＫｒＩエキシマランプＬの紫外光照射位置から射出口９４に向けて延設された第１の流路９５と、グリップ９３の内部に位置し溶液貯蔵部から圧送されてきた溶液Ｓを第１の流路９５に送り込む第２の流路９６と、射出口９４に取り付けられ射出口９４から射出される溶液Ｓの流径などの射出の態様を調整する図示しない絞りとを有している。【０２５９】
トリガーは使用者がグリップ９３を握った状態で操作できるようになっている。トリガーは操作量に応じて溶液Ｓの流量を調整できるように構成されている。
ＫｒＩエキシマランプＬは、トリガーが、溶液Ｓが出射されるように操作されたときに点灯するように構成されている。
ポンプは、射出口９４から溶液Ｓを射出するのに十分な圧力を溶液Ｓにかけてノズル部９２に圧送する。【０２６０】
このような構成の親水化装置９０にあっては、使用者がグリップ９３を握って射出口９４を被処理物である頭髪に向け、トリガーを操作し、適量の溶液Ｓを被処理物に射出して付着させるとともにＫｒＩエキシマランプＬを発光させて紫外線を照射する。被処理物における溶液Ｓの付着範囲は、使用者がノズル部９２の位置、溶液Ｓの出射方向、絞りを調整することで容易に適切な状態とされる。【０２６１】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物を強力に酸化し、被処理物の親水化が行われる。被処理物Ｘたる上述の筐体の表面が酸化されることにより、その表面には上述の極性の官能基が導入され、また上述の分子レベルの微細な凹凸が形成され、表面が荒れたような状態となり、ここでは親水化が行われる。【０２６２】
これにより、例えば、人工の歯牙の、唾液による濡れ性が良くなり、使用感が向上する。防汚機能を有し、汚れにくくなり、また汚れが付いても、水で洗うことによって容易に除去される。その他、被処理物が人工の歯牙以外の場合などには、ラベル等の貼り付けが容易かつ良好に行なわれるようになる親水化された被処理物Ｘ表面への印刷を良好に行なうことが可能となる。親水化された被処理物Ｘ表面が防曇・防汚機能を有し、このような機能を要求される使用状況下における使用感が向上する。【０２６３】
親水化の過程で消費される亜酸化窒素の量等に応じ、溶液Ｓの射出量が調整される。
所望の親水化を行うと親水化を終了し、親水化された被処理物が得られる。必要に応じて被処理物に付着している溶液Ｓを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。【０２６４】
かかる親水化により、人工の歯牙の親水化など、比較的小さな部分をスポット的に親水化することが要求される場合において、そのような被処理物の表面の所望の親水化が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、親水化後の溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。【０２６５】
親水化装置９０では、必要な部分だけに溶液Ｓを付着させて親水化を行うため効率よく親水化が行われる。溶液Ｓの消費量が少なくてすむとともに、溶液Ｓが実質的に交換されながら親水化を行うので、溶液Ｓ中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な親水化性能を担保することが可能である。
また溶液Ｓの射出方向のみに紫外光が照射されるため、必要な部分だけに紫外光を照射させることができ、紫外光がその他の部分に照射されることによる影響が回避される。
なお親水化装置９０も、これを用いて被処理物の表面の一部を親水化する場合には、パターン化された親水化を行うということができる。例えば被処理物を、親水化装置６０における被処理物Ｘのようにシート状のものとした場合、親水化装置７０における被処理物Ｘのように机の上面、床、壁等とした場合である。【０２６６】
ここで、紫外光の照射時における溶液Ｓの被処理物Ｘへの接触の態様について述べると、上述した親水化装置３０、４０、５０、６０、８０は、被処理物Ｘを溶液Ｓ中に浸漬させるというものであり、上述した親水化装置７０、９０は、被処理物の親水化すべき部位を溶液Ｓで濡らすというものである。後者の接触の態様に関しては、親水化装置９０では、溶液Ｓを射出することで被処理物Ｘの親水化すべき部位を溶液Ｓで濡らす構成となっているが、射出の態様としては、親水化装置９０のように溶液Ｓを連続的に被親水化物に付着させるものに限らず、溶液Ｓを霧状に射出して被親水化物に付着させるものも挙げられる。【０２６７】
かかる親水化装置を図１９に示す。
この親水化装置１００は、被処理物Ｘをその上面に保持するテーブル１０１と、テーブル１０１と被処理物Ｘとの間に負圧を発生させて被処理物Ｘを吸着する図示しない吸着手段と、テーブル１０１を回転可能に支持する回転軸１０２と、回転軸１０２を回転駆動する図示しないモータと、テーブル１０１の上方に配設されたＫｒＩエキシマランプＬと、テーブル１０１上の被処理物Ｘに溶液Ｓを噴霧する溶液噴霧手段１０３と、テーブル１０１を覆うように配設され溶液噴霧手段１０３によって被処理物Ｘに噴霧される溶液Ｓが外部に飛散することを防止するとともに余剰の溶液Ｓを貯める容器１０４と、容器１０４に貯められた溶液Ｓを外部に排出する廃液管１０５と、廃液管１０５を通じて排出された溶液Ｓを貯えるのに十分な容量を持っている図示しない廃液貯蔵部と、廃液管１０５に配設され１０４内の溶液Ｓを廃液貯蔵部に排出するか否かを切り換える廃液バルブ１０６とを有している。【０２６８】
溶液噴霧手段１０３は、溶液Ｓを、被処理物Ｘを親水化するのに十分な量貯える溶液貯蔵部としてのタンク１０７と、タンク１０７内の溶液Ｓをテーブル１０１上の被処理物Ｘに霧状に吹き付けるノズル１０８とを有している。タンク１０７は、内部を雰囲気よりも高圧に維持されている。ノズル１０８はタンク１０７に回転自在に設けられている。
溶液噴霧手段１０３は、溶液Ｓを被処理物Ｘに接触させる溶液接触手段として機能するものである。
吸着手段は被処理物Ｘを真空吸着し、テーブル１０１が回転する際にも被処理物Ｘがテーブル１０１に保持されるようになっている。
本例における被処理物Ｘは、平板形状のような比較的単純な形状をなす、例えばシリコンウエハー等の半導体基板、プリント配線基板等の基板、ポリカーボネート等のプラスチック、樹脂等のシートである。【０２６９】
このような構成の親水化装置１００にあっては、被処理物Ｘをテーブル１０１上に載置して吸着手段を作動させて保持し、ノズル１０８を溶液Ｓの吹き付けに適した所定位置まで回転させ、テーブル１０１を回転させながら溶液Ｓをノズル１０８から噴霧して被処理物Ｘに均一に付着させた後、ＫｒＩエキシマランプＬを発光させて紫外線を照射する。被処理物Ｘにおける溶液Ｓの付着量は、ノズル１０８からの溶液Ｓの噴射量、噴射時間を調整することで調整される。【０２７０】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物を強力に酸化し、被処理物Ｘの親水化が行われる。被処理物Ｘたる上述の基板、シートの表面が酸化されることにより、その表面には上述の極性の官能基が導入され、また上述の分子レベルの微細な凹凸が形成され、表面が荒れたような状態となり、親水化処理、ここでは親水化が行われる。
親水化の過程で消費される亜酸化窒素の量等に応じ、溶液Ｓの付着量が調整される。【０２７１】
これにより、例えば、シート等へのラベル等の貼り付けが容易かつ良好に行なわれるようになり、また、プリント配線基板などに用いる樹脂基板を親水化した場合にメッキが良好に行われ、高品質のプリント配線基板が提供される。親水化された被処理物Ｘ表面への印刷を良好に行なうことが可能となる。親水化された被処理物Ｘ表面が防曇・防汚機能を有し、このような機能を要求される使用状況下における使用感が向上する。また、汚れが付いても、水で洗うことによって容易に除去される。【０２７２】
所望の親水化を行うと親水化を終了し、親水化された被処理物Ｘが得られる。親水化後、必要に応じて被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。溶液Ｓの除去は、テーブル１０１の回転によって行なっても良い。【０２７３】
容器１０４に溜まった溶液Ｓは、適時、廃液バルブ１０６を開くことで、廃液管１０５を通じて廃液貯蔵部に排出される。
ノズル１０８は、紫外光の照射の妨げにならないように配慮する必要がある場合には、溶液Ｓの噴霧に必要なときだけ所定位置を占める状態とすることができる。【０２７４】
溶液Ｓを被処理物Ｘに付着させる態様としては、ほかに、いわゆるスピンコートによるものが挙げられる。この場合には、例えば、親水化装置１００において、溶液噴霧手段１０３に代えて、溶液Ｓをテーブル１０１上に保持された被処理物Ｘに落下させる溶液流下手段を設ける。被処理物Ｘを保持させた状態でテーブル１０１を回転させながら、溶液流下手段によって溶液Ｓを落下させることで、溶液Ｓを被処理物Ｘに均一に付着させた後、ＫｒＩエキシマランプＬを発光させて紫外線を照射する。被処理物Ｘにおける溶液Ｓの付着量は、溶液流下手段からの溶液Ｓの流量、流下時間を調整することで調整できる。【０２７５】
これらの親水化装置１００においても、図１７に示した親水化装置８０に関して説明したマスク８９、溶液Ｓの塗布のパターニング等を行うことで、パターン化した親水化を行うことができる。この場合、溶液Ｓの噴霧、スピンコート時以外の、紫外線照射時には、テーブル１０１は回転させず、被処理物Ｘを定位置に保持するようにする。【０２７６】
噴霧、スピンコートによって溶液Ｓの塗布を行うこととすれば、溶液Ｓの消費量が少なくてすむとともに、溶液Ｓが実質的に交換されながら親水化を行うので、溶液Ｓ中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な親水化性能を担保することが可能である。ただし、噴霧を行う場合、液滴が小さすぎると、溶液Ｓが被処理物Ｘに到達する前に亜酸化窒素が雰囲気中に散逸するが、溶液Ｓを被処理物Ｘに対して実質的に交換しながら親水化を行うので、散逸によって溶液Ｓ中の亜酸化窒素の濃度が多少低くなっても、十分な親水化性能を担保することが可能である。しかし、かかる散逸量が大きくなり過ぎないように液滴の大きさが適宜調整される。
【実施例２】
【０２７７】
以下に、本発明の第２実施例である物質の殺菌について図面を参照しながら詳説する。【０２７８】
この第２実施例における殺菌方法を用いた物質の殺菌は、図１０に示した親水化装置３０を物質の殺菌装置として使用することによって実施することができるため、本例では、図１０に示す親水化装置３０を殺菌装置３０に読み替えることとし、図１０を用いて被処理物Ｘを殺菌する方法について説明する。【０２７９】
ここで殺菌の対象とする物質は、たとえば、魚肉練り製品のひとつである蒲鉾を構成する蒲鉾の板とすることができる。
蒲鉾は、魚肉すり身を蒲鉾板に盛り付けて、蒸気で蒸すことにより形成される。【０２８０】
この蒲鉾板は、食品（蒲鉾）を載置するための板であることから、腐敗を防止するために殺菌する必要があるが、蒲鉾と接触していない面は、特に殺菌する必要が無く、また、蒲鉾を蒸す際に蒸気によって殺菌されるので、微生物の繁殖のおそれは比較的低いものと考えられる。【０２８１】
しかしながら、蒲鉾と接触している面は、蒸す前に魚肉すり身と、蒲鉾の板とが接触する状態となるために、殺菌されていない板と、食品とが触れることとなり、蒲鉾を蒸すまでの間に微生物が繁殖するおそれがある。
特に、食品製造においては、製造してから殺菌処理を行うまでの間に、できるだけ微生物の繁殖を抑え、初発菌数を低減させておくことが衛生的に重要である。【０２８２】
被処理物Ｘは、例えば表面に微生物が付着した蒲鉾板である。ここで、微生物は特に限定されるものではなく、例えば、細菌、酵母、真菌などが挙げられる。【０２８３】
図１０に示す殺菌装置３０にあっては、被処理物Ｘを突起３１ａ上に載置して容器３１内に配置した後、溶液Ｓを、被処理物Ｘの殺菌を行うべき部分、ここでは図１０に示した状態における蒲鉾板の上面の全体が、十分に浸漬される程度に、容器３１内に充填する。ＫｒＩエキシマランプＬを発光させ、紫外線を被処理物Ｘの上面上に位置する溶液Ｓ全体に照射する。【０２８４】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物Ｘに付着した微生物を強力に酸化し、蒲鉾板の殺菌が行われる。殺菌終了のタイミングは、所望する殺菌度合いに応じて調整可能であるが、特に滅菌状態を希望する場合は、微生物がすべて殺菌された時点で紫外光の照射を終了することで、滅菌された蒲鉾板が得られる。
殺菌後は、殺菌された微生物が、被処理物Ｘに付着したままの状態となっている場合があるので、この殺菌された微生物を洗浄するために、例えば殺菌済みの水等を被処理物Ｘに接触させて洗い流しても良い。
また、被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを除去するために、溶液Ｓを乾燥したり、滅菌エアを吹き付けても良い。【０２８５】
かかる殺菌により、蒲鉾板の表面上に付着していた微生物、例えば菌類などを、殺菌剤を要することなく、常温下で確実に殺滅する高度な殺菌が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、殺菌後に溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。【０２８６】
ＫｒＩエキシマランプＬが発する紫外光は直進性が高いが、図１０に示した蒲鉾板のように、被処理物Ｘが板状であってその上面のみを殺菌したい場合など、殺菌したい部位が比較的単純な形状の場合には、紫外光を照射しやすく、所望の殺菌を行うことができる。【０２８７】
しかしながら、被処理物Ｘの形状が複雑な場合など、殺菌したい部位が比較的複雑な場合には、被処理物Ｘが紫外光を透過する物質であるなどの特別な場合を除き、かかる紫外光の直進性が高いゆえに所望の部位に光を照射することが難しい場合があり、殺菌を十分に行うことができないことがある。図１０に示した例のように、被処理物Ｘが板状であるなど単純な形状である場合でも、その全体を殺菌することは困難である。【０２８８】
図１０に示した例でも、被処理物ＸがＫｒＩエキシマランプＬによる紫外光を透過する物質である場合、たとえばガラス製の食器やコップ等である場合や、容器３１の底部を鏡面加工し、この鏡面による反射によって被処理物Ｘ全体に紫外光を十分に導く構成とした場合などには、被処理物Ｘの全体を殺菌することも可能である。【０２８９】
しかし、一般に、立体的な形状を有する被処理物Ｘの表面全体を、被処理物Ｘの態位を変えずに図１０に示した構成で殺菌することは困難である。このことは例えば、被処理物Ｘが、表面に凹凸がある物質である場合において顕著である。【０２９０】
次に、かかる事情に鑑みた物質の殺菌装置について説明する。【０２９１】
本例における殺菌方法は、図１３に示した親水化装置４０を物質の殺菌装置として使用することによって実施することができるため、図１３に示す親水化装置４０を殺菌装置４０に読み替えることとし、図１３を用いて被処理物Ｘを殺菌する方法について説明する。【０２９２】
ここで殺菌の対象とする物質は、たとえば、医療器具のひとつである入れ歯とすることができる。
入れ歯は、使用者の口腔内に挿入し、失われた歯を代替しながら、食品等を咀嚼するものである。【０２９３】
この入れ歯は、使用者の口腔内に長時間に亘って挿入する器具であることから、患者の口腔内に存在している微生物が、食事の際に付着した食品滓等を栄養源として繁殖するおそれがある。
特に、入れ歯は、使用者の体温に保温されながら使用することとなるので、微生物の繁殖に好適な条件となりやすく、繁殖した微生物は、虫歯や歯周病の原因となるので、入れ歯を常に清潔に保つことが重要である。
入れ歯は、歯茎に沿った凹凸があるなど、比較的複雑な形状をなしている。【０２９４】
図１３に示す殺菌装置４０にあっては、被処理物Ｘである入れ歯を開口４２から本体４３内部に入れた後に、溶液Ｓを開口４２から注いで本体４３内を満たし、これによって入れ歯の全体を浸漬する。溶液Ｓを開口４２から注いで本体４３内を満たした後に、被処理物Ｘを開口４２から本体４３内部に入れてもよい。被処理物Ｘの全体を浸漬した状態で、開口４２を蓋４４で塞ぐ。【０２９５】
ＫｒＩエキシマランプＬを発光させると、側部及び底部に複数配設されたＫｒＩエキシマランプＬが側方及び下方から紫外光を照射することとともに、紫外光が本体４３及び蓋４４の内面に設けられた鏡面によって反射されることにより、紫外線が被処理物Ｘの表面上に位置する溶液Ｓ全体に照射される。【０２９６】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物Ｘである入れ歯に付着した微生物を強力に酸化して、入れ歯の殺菌が行われる。殺菌終了のタイミングは、所望する殺菌度合いに応じて調整可能であるが、特に滅菌状態を希望する場合は、微生物がすべて殺菌された時点で紫外光の照射を終了することで、滅菌された入れ歯が得られる。【０２９７】
殺菌後は、殺菌された微生物が、被処理物Ｘに付着したままの状態となっている場合があるので、この殺菌された微生物を洗浄するために、例えば殺菌済みの水等を被処理物Ｘに接触させて洗い流しても良い。
また、被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを除去するために、溶液Ｓを乾燥したり、滅菌エアを吹き付けても良い。【０２９８】
かかる殺菌により、表面に凹凸のある比較的複雑な形状の、被処理物Ｘの表面上に付着していた微生物、例えば菌類などを、殺菌剤を要することなく、常温下で確実に殺滅する高度な殺菌が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、殺菌後に溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。【０２９９】
なお、本体４３内における被処理物Ｘの保持が必要な場合は、紫外光の照射に影響を与えない形状、位置、紫外光を透過する材質を適宜選択した保持部材を本体４３内に配設することによって保持を行うことができる。かかる保持部材は被処理物Ｘの比重が溶液Ｓとの比重とほぼ等しく溶液Ｓ中に浮いた状態となる場合には省略することができる。そのため、溶液Ｓに比重を調整するための調整剤を溶解させることもできる。【０３００】
殺菌装置４０によれば、表面に凹凸のある比較的複雑な形状の被処理物Ｘの表面の殺菌を行うことができるが、被処理物Ｘが、筒、ビン、コップのように、内部に空間のある形状をなしている場合には、被処理物Ｘが紫外光を透過する物質である特別な場合を除き、かかる空間を構成した内面を図１１に示した構成で殺菌することは困難である。【０３０１】
次に、かかる事情に鑑みた物質の殺菌装置について説明する。【０３０２】
本例における殺菌方法は、図１４に示した親水化装置５０を物質の殺菌装置として使用することによって実施することができるため、図１４に示す親水化装置５０を殺菌装置５０と読み替えることとし、図１４を用いて被処理物Ｘを殺菌する方法について説明する。【０３０３】
ここで殺菌の対象とする物質は、たとえば、飲料の容器で、リターナル瓶のひとつである牛乳瓶することができる。【０３０４】
牛乳瓶は、殺菌した牛乳を内部に充填して蓋をした後に販売されるものである。
この牛乳瓶は、一般にリターナル瓶であることから、一度使用された後は洗浄し、牛乳を充填して、再度市場に出回ることとなる。【０３０５】
しかしながら、牛乳瓶は、牛乳を充填するものであるから、内部を十分に殺菌しておく必要があり、また、不特定多数の人が手で把持し、牛乳瓶に口を接触させて牛乳を飲むこととなるので、牛乳瓶の外面についても衛生的に保つ必要がある。【０３０６】
被処理物Ｘは、牛乳瓶である。【０３０７】
図１４に示す殺菌装置５０にあっては、被処理物Ｘを開口５２から本体５３内部に入れた後に、溶液Ｓを開口５２から注いで本体５３内を満たし、これによって被処理物Ｘの全体を浸漬し、被処理物Ｘの内部にＫｒＩエキシマランプＬを挿入する。溶液Ｓを開口５２から注いで本体５３内を満たした後に、被処理物Ｘを開口５２から本体５３内部に入れて全体を浸漬し、被処理物Ｘの内部にＫｒＩエキシマランプＬを挿入してもよい。被処理物Ｘを開口５２から本体５３内部に入れた後に、被処理物Ｘの内部にＫｒＩエキシマランプＬを挿入し、溶液Ｓを開口５２から注いで本体５３内を満たして被処理物Ｘを浸漬してもよい。【０３０８】
被処理物Ｘの全体を浸漬した状態で、開口５２を蓋５４で塞ぐ。
被処理物Ｘに挿入するＫｒＩエキシマランプＬを蓋５４に一体化し、開口５２を蓋５４で閉じればＫｒＩエキシマランプＬが被処理物Ｘに挿入されるように構成しても良い。【０３０９】
ＫｒＩエキシマランプＬを発光させると、本体５３の側部及び底部に複数配設されたＫｒＩエキシマランプＬが側方及び下方から紫外光を照射し、また被処理物Ｘの内部に配設されたＫｒＩエキシマランプＬが内部から紫外光を照射するとともに、紫外光が本体５３及び蓋５４の内面に設けられた鏡面によって反射されることにより、紫外線が被処理物Ｘの外面上及び内面上に位置する溶液Ｓ全体に照射される。【０３１０】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物Ｘに付着した微生物を強力に酸化して、被処理物Ｘの殺菌が行われる。殺菌終了のタイミングは、所望する殺菌度合いに応じて調整可能であるが、特に滅菌状態を希望する場合は、微生物がすべて殺菌された時点で紫外光の照射を終了することで、滅菌された被処理物Ｘが得られる。【０３１１】
殺菌後は、殺菌された微生物が、被処理物Ｘに付着したままの状態となっている場合があるので、この殺菌された微生物を洗浄するために、例えば殺菌済みの水等を被処理物Ｘに接触させて洗い流しても良い。
また、被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを除去するために、溶液Ｓを乾燥したり、滅菌エアを吹き付けても良い。【０３１２】
かかる殺菌により、内部に空間がある形状の、被処理物Ｘの内外の表面上に付着していた、微生物、例えば菌類などを、殺菌剤を要することなく、常温下で確実に殺滅する高度な殺菌が行われる。【０３１３】
内部の空間が細く、拭いたりできない形状でもＫｒＩエキシマランプＬを挿入して紫外線照射を行うことができれば高度な殺菌を行うことができる。
また例えば、ＫｒＩエキシマランプＬを挿入できない、ホールピペットのような中空状の物でも紫外光が透過されれば内部を高度に殺菌することができる。
亜酸化窒素は安全であるため、殺菌後に溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。【０３１４】
なお、本体５３内における被処理物Ｘの保持が必要な場合は、紫外光の照射に影響を与えない形状、位置、紫外光を透過する材質を適宜選択した保持部材を本体５３内に配設することによって保持を行うことができる。かかる保持部材は被処理物Ｘの比重が溶液Ｓとの比重とほぼ等しく溶液Ｓ中に浮いた状態となる場合には省略することができる。そのため、溶液Ｓに比重を調整するための調整剤を溶解させることもできる。【０３１５】
殺菌装置４０、５０によれば、容器４１、５１内部に収納できるとともに容器４１、５１内部の溶液Ｓに浸漬でき、この状態で紫外光を照射できる被処理物Ｘについては殺菌を行うことができる。しかし、被処理物Ｘが、比較的大きな物である場合や、布地のように紫外線を照射して殺菌するには展開して表面積を大きくする必要がある物である場合に、これを殺菌するには、容器４１、５１を極めて大きくする必要があり、殺菌装置４０、５０の大型化を招く。【０３１６】
次に、かかる事情に鑑みた物質の殺菌装置について説明する。【０３１７】
本例における殺菌方法は、図１５に示した親水化装置６０を物質の殺菌装置として使用することによって実施することができるため、図１５に示す親水化装置６０を殺菌装置６０と読み替えることとし、図１５を用いて被処理物Ｘを殺菌する方法について説明する。【０３１８】
ここで殺菌の対象とする物質は、たとえば、病院のベッドに敷かれている、使用済みのシーツとすることができる。【０３１９】
シーツは、布団やベッドに汚れが付着することを防止するために、ベッドに敷かれているものである。
特に病院のベッドのシーツは、病気療養中の患者が接触するものであることから、咳やくしゃみなどによって飛散する唾液や、負傷している部位からの血液等が付着することもあり、十分に殺菌する必要がある。【０３２０】
しかしながら、シーツは柔軟性に富むものであり、直線性の高いＫｒＩエキシマランプＬからの紫外光では、影になる部分が生じやすいものである。【０３２１】
被処理物Ｘは、プラスチックシート、布地など、シート状であり巻き取り機構によって巻き取ることができるものであればどのようなものでも良いが、ここでは被処理物Ｘを病院のベッドに敷かれていた、使用済みのシーツを例に説明する。【０３２２】
図１５に示す殺菌装置６０にあっては、被処理物Ｘをローラ６２に巻き掛けるとともに巻き取り機構によって巻き取ることができる状態とした後、溶液Ｓを、ＫｒＩエキシマランプＬの間に位置する被処理物Ｘを浸漬する程度に、容器６１内に充填する。そして、巻き取り機構によって被処理物Ｘに送りをかける。そして、溶液Ｓに浸漬された後、巻き取られた被処理物Ｘに供給された溶液Ｓの一部を必要に応じてブレード６３によってかきとり、溶液Ｓの供給量の均等化を図る。その後、ＫｒＩエキシマランプＬの間に送られた被処理物Ｘは、当該ランプからの紫外線の照射を受けることで殺菌処理される。【０３２３】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物Ｘに付着した有機物を強力に酸化して分解し、被処理物Ｘの殺菌が行われる。【０３２４】
巻き取り機構による被処理物Ｘの巻き取り速度は、被処理物ＸがＫｒＩエキシマランプＬの間を移動する間に微生物の酸化が行われ、所望する殺菌度合いとなるように調整される。巻き取り機構による被処理物Ｘの巻き取りが終了することで殺菌が終了し、殺菌された被処理物Ｘが得られる。【０３２５】
殺菌後は、殺菌された微生物が、被処理物Ｘに付着したままの状態となっている場合があるので、この殺菌された微生物を洗浄するために、例えば殺菌済みの水等を被処理物Ｘに接触させて洗い流しても良い。
また、被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを除去するために、溶液Ｓを乾燥したり、滅菌エアを吹き付けても良い。
乾燥を行う場合には、巻き取りながらこれを行っても良い。【０３２６】
かかる殺菌により、被処理物Ｘの表面上に付着していた、微生物、例えば菌類などを、殺菌剤を要することなく、常温下で確実に殺滅する高度な殺菌が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、殺菌後に溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。なお被処理物Ｘが布地であって、織物である場合には、紫外線が照射される範囲で殺菌が行われる。【０３２７】
被処理物Ｘを移動させる移動手段は、上述した巻き取り機構でなく、被処理物Ｘを載置、あるいは固定などした態様で移動させるベルト等の運搬部材を備えた構成であっても良く、このような構成にすれば、被処理物Ｘはシート状のものに限らず、比較的大きな物を被処理物Ｘとしてこれを殺菌することができる。この構成によれば、複数の被処理物Ｘを運搬部材によって運搬しながら連続して殺菌することができる。被処理物Ｘの全体をかかる運搬部材で運搬しつつ殺菌するために、運搬部材の配置位置、形状、紫外線を透過する材質を用いること、ＫｒＩエキシマランプＬの配置位置、数などを適宜選択できる。【０３２８】
このような殺菌装置６０では、被処理物Ｘが、比較的大きな物である場合や、布地のように紫外線を照射して殺菌するには展開して表面積を大きくする必要がある物である場合も、容器６１の大きさが、被処理物Ｘによってさほど左右されず、大型化が抑制される。
また、運搬が容易であり容器６１内部の溶液Ｓに浸漬でき、この状態で紫外光を照射できる被処理物Ｘについて殺菌を行うことができる。
しかし、被処理物Ｘが、机、床、壁など容易に運搬できないものである場合には殺菌が困難、または不能なことがある。【０３２９】
次に、かかる事情に鑑みた物質の殺菌装置について説明する。【０３３０】
本例における殺菌方法は、図１６に示した親水化装置７０を物質の殺菌装置として使用することによって実施することができるため、図１６に示す親水化装置７０を殺菌装置７０と読み替えることとし、図１６を用いて被処理物Ｘを殺菌する方法について説明する。【０３３１】
ここで殺菌の対象とする物質は、たとえば、食品工場の床面とすることができる。【０３３２】
食品工場の床面は、作業者が歩行する場であることから、汚れやすい場所のひとつであるが、食品を取り扱う場所でもあることから衛生的に保つ必要がある。【０３３３】
しかしながら、一般に食品工場の床面は、家庭の床等に比して広大であり、また、万が一食品に混入した場合でも安全を確保するために、人体に影響のある薬剤等は使用を控えたいものである。【０３３４】
図１６に示す殺菌装置７０にあっては、被処理物の殺菌を行うべき部位に、ゴム７６の弾性を利用して容器７１を密着させ、被処理物と容器本体７４とガラス７５とで密閉空間を形成した後、吸引ポンプを作動させてかかる密閉空間を溶液Ｓで満たす。この状態でＫｒＩエキシマランプＬを発光させ、紫外線を被処理物の殺菌を行うべき部位上に位置する溶液Ｓに照射する。【０３３５】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物に付着した微生物を強力に酸化して、被処理物の殺菌が行われる。
殺菌の過程で亜酸化窒素が消費されるため、適宜吸引ポンプを駆動して密閉空間内の溶液Ｓを交換してもよい。【０３３６】
密閉空間内の溶液Ｓの亜酸化窒素の濃度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段によって検出した亜酸化窒素濃度が殺菌を行うのに適した所定の濃度を下回ったときに吸引ポンプを駆動する制御手段とを溶液制御手段に設け、フィードバック制御を行って密閉空間内の溶液Ｓの亜酸化窒素の濃度を殺菌に適した範囲に保つように構成することができる。【０３３７】
被処理物Ｘに付着している微生物数が所望の状態となると殺菌が終了し、殺菌された被処理物が得られる。殺菌後、給液管７２を溶液貯蔵部または容器７１から取り外すこと等により、溶液貯蔵部から容器７１への溶液Ｓの供給が行われない状態としてから、吸引ポンプを駆動して、容器７１内の溶液Ｓを廃液貯蔵部に排出し、容器７１を被処理物から離脱させる。【０３３８】
殺菌後は、殺菌された微生物が、被処理物Ｘに付着したままの状態となっている場合があるので、この殺菌された微生物を洗浄するために、例えば殺菌済みの水等を被処理物Ｘに接触させて洗い流しても良い。
また、被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを除去するために、溶液Ｓを乾燥したり、滅菌エアを吹き付けても良い。【０３３９】
かかる殺菌により、例えば、食品工場の床面の他にも、机の上面、床、壁など、主に運搬が困難な被処理物の表面上に付着していた、微生物、例えば菌類などを、殺菌剤を要することなく、常温下で確実に殺滅する高度な殺菌が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、廃液貯蔵部に排出された溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。【０３４０】
容器７１と被処理物との密着状態が保たれ、溶液Ｓの漏れが問題とならない場合には、殺菌装置７０の、特に容器７１を、移動させつつ殺菌を行っても良い。容器７１を移動させる前に溶液Ｓを排出するための時間が不要となり、連続して殺菌を行うことができるため、効率よく殺菌を行うことができる。【０３４１】
容器７１と被処理物とが密着状態となることは、上記の密閉空間から紫外光が漏れることを防止することにもなり、紫外光が外界に与える影響を回避することができる。
なお、図１３、図１４に示した例でも、容器４１、５１内が密閉されているため、紫外光が外界に漏れることによる影響が回避されている。【０３４２】
殺菌装置７０のように、殺菌の過程で亜酸化窒素が消費されることを考慮し、溶液Ｓを交換可能に構成することは、高い殺菌性能を発揮することにきわめて優れている。また、溶液Ｓ中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な殺菌性能を担保することが可能である。上述の、図１０、１３ないし図１５に示した構成例においても、殺菌の過程で溶液Ｓを交換可能に構成することができる。【０３４３】
例えば、以下に、殺菌の過程で溶液Ｓを交換可能に構成した殺菌装置について説明する。本例における殺菌方法は、図１７に示した親水化装置８０を物質の殺菌装置として使用することによって実施することができるため、図１７に示す親水化装置８０を殺菌装置８０と読み替えることとし、図１７を用いて被処理物Ｘを殺菌する方法について説明する。また、この殺菌装置８０は、図１０における殺菌装置３０に対応するものである。【０３４４】
図１７に示す殺菌装置８０にあっては、被処理物Ｘを保持部材８２によって保持して容器３１内に配置した後、給液バルブ８７を開いて、タンク８６内の溶液Ｓを、被処理物Ｘの殺菌を行うべき部分、ここでは図１７に示した状態における上面の全体が、十分に浸漬される程度に、容器８１内に充填する。ＫｒＩエキシマランプＬを発光させ、紫外線を被処理物Ｘの上面上に位置する溶液Ｓ全体に照射する。【０３４５】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物Ｘに付着した微生物を強力に酸化して、被処理物Ｘの殺菌が行われる。
殺菌の過程で亜酸化窒素が消費されるため、適宜給液バルブ８７、廃液バルブ８８を開閉して密閉空間内の溶液Ｓを交換し、容器８１内の溶液Ｓの亜酸化窒素の量及び濃度を殺菌に適した範囲に保つ。容器８１内の溶液Ｓの亜酸化窒素の濃度を殺菌に適した範囲に保つべく、適宜給液バルブ８７、廃液バルブ８８は、その流量が適切になるように開閉を調整される。【０３４６】
容器８１内の溶液Ｓの亜酸化窒素の濃度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段によって検出した亜酸化窒素濃度が殺菌を行うのに適した所定の濃度を下回ったときに給液バルブ８７、廃液バルブ８８を駆動する制御手段とを溶液制御手段８３に設け、フィードバック制御を行って容器８１内の亜酸化窒素の量及び濃度を殺菌に適した範囲に保つように構成することができる。この場合、容器８１内の溶液Ｓの亜酸化窒素の濃度を殺菌に適した範囲に保つべく、適宜給液バルブ８７、廃液バルブ８８は、その流量が適切になるように制御手段によって開閉を調整する。【０３４７】
被処理物Ｘに付着している微生物数が所望の状態となると殺菌が終了し、殺菌された被処理物Ｘが得られる。
殺菌後は、殺菌された微生物が、被処理物Ｘに付着したままの状態となっている場合があるので、この殺菌された微生物を洗浄するために、例えば殺菌済みの水等を被処理物Ｘに接触させて洗い流しても良い。
また、被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを除去するために、溶液Ｓを乾燥したり、滅菌エアを吹き付けても良い。
容器８１の溶液Ｓは、適宜、廃液バルブ８８を開いて廃液貯蔵部に排出する。【０３４８】
かかる殺菌により、被処理物Ｘの表面上に付着していた、微生物、例えば菌類などを、殺菌剤を要することなく、常温下で確実に殺滅する高度な殺菌が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、殺菌後に溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。また、溶液Ｓ中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な殺菌性能を担保することが可能である。
このような溶液制御手段８３は、図１３ないし図１５に示して説明した殺菌装置４０、５０、６０に同様に適用することができる。【０３４９】
図１６に示した殺菌装置７０は、机の上面、床、壁など、主に運搬が困難な被処理物を対象としたものであった。かかる殺菌装置７０は、比較的大きな部分を殺菌することに適している。これに対し、例えば不特定多数の人が触れるエレベーターやインターホンのボタンなど、比較的小さな部分をスポット的に殺菌することが要求される場合もある。【０３５０】
次に、かかる事情に鑑みた物質の殺菌装置について説明する。【０３５１】
本例における殺菌方法は、図１８に示した親水化装置９０を物質の殺菌装置として使用することによって実施することができるため、図１８に示す親水化装置９０を殺菌装置９０と読み替えることとし、図１８を用いて被処理物Ｘを殺菌する方法について説明する。【０３５２】
図１８に示す殺菌装置９０にあっては、使用者がグリップ９３を握って射出口９４を被処理物に向け、トリガーを操作し、適量の溶液Ｓを被処理物に射出して付着させるとともにＫｒＩエキシマランプＬを発光させて紫外線を照射する。被処理物における溶液Ｓの付着範囲は、使用者がノズル部９２の位置、溶液Ｓの出射方向、絞りを調整することで容易に適切な状態とされる。【０３５３】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物に付着した微生物を強力に酸化して、被処理物の殺菌が行われる。
殺菌の過程で消費される亜酸化窒素の量等に応じ、溶液Ｓの射出量が調整される。【０３５４】
殺菌対象部位に付着している微生物数が所望の状態となると殺菌が終了し、殺菌された被処理物が得られる。
殺菌後は、殺菌された微生物が、被処理物Ｘに付着したままの状態となっている場合があるので、この殺菌された微生物を洗浄するために、例えば殺菌済みの水等を被処理物Ｘに接触させて洗い流しても良い。
また、被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを除去するために、溶液Ｓを乾燥したり、滅菌エアを吹き付けても良い。【０３５５】
かかる殺菌により、押しボタンの殺菌など、比較的小さな部分をスポット的に殺菌することが要求される場合において、そのような被処理物の表面上に付着していた、微生物、例えば菌類などを、殺菌剤を要することなく、常温下で確実に殺滅する高度な殺菌が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、殺菌後の溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。【０３５６】
殺菌装置９０では、必要な部分だけに溶液Ｓを付着させて殺菌を行うため効率よく殺菌が行われる。溶液Ｓの消費量が少なくてすむとともに、溶液Ｓが実質的に交換されながら殺菌を行うので、溶液Ｓ中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な殺菌性能を担保することが可能である。
また溶液Ｓの射出方向のみに紫外光が照射されるため、必要な部分だけに紫外光を照射させることができ、紫外光がその他の部分に照射されることによる影響が回避される。【０３５７】
ここで、紫外光の照射時における溶液Ｓの被処理物Ｘへの接触の態様について述べると、上述した殺菌装置３０、４０、５０、６０、８０は、被処理物Ｘを溶液Ｓ中に浸漬させるというものであり、上述した殺菌装置７０、９０は、被処理物の殺菌すべき部位を溶液Ｓで濡らすというものである。後者の接触の態様に関しては、殺菌装置９０では、溶液Ｓを射出することで被処理物Ｘの殺菌すべき部位を溶液Ｓで濡らす構成となっているが、射出の態様としては、殺菌装置９０のように溶液Ｓを連続的に被殺菌物に付着させるものに限らず、溶液Ｓを霧状に射出して被殺菌物に付着させるものも挙げられる。【０３５８】
次に、かかる物質の殺菌装置について説明する。【０３５９】
本例における殺菌方法は、図１９に示した親水化装置１００を物質の殺菌装置として使用することによって実施することができるため、図１９に示す親水化装置１００を殺菌装置１００と読み替えることとし、図１９を用いて被処理物Ｘを殺菌する方法について説明する。【０３６０】
ここで殺菌の対象とする物質は、たとえば、食器用の皿とすることができる。
この皿は、多くの場合、食品を載置することとなるので、衛生上殺菌することが好ましい。
また、殺菌と同時に洗浄を行うことができれば、微生物的な清浄さに加えて、見た目としても清浄な状態とすることができる。【０３６１】
図１９に示す殺菌装置１００にあっては、被処理物Ｘをテーブル１０１上に載置して吸着手段を作動させて保持し、ノズル１０８を溶液Ｓの吹き付けに適した所定位置まで回転させ、テーブル１０１を回転させながら溶液Ｓをノズル１０８から噴霧して被処理物Ｘに均一に付着させた後、ＫｒＩエキシマランプＬを発光させて紫外線を照射する。被処理物Ｘにおける溶液Ｓの付着量は、ノズル１０８からの溶液Ｓの噴射量、噴射時間を調整することで調整される。【０３６２】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物に付着した微生物や汚れを強力に酸化して、被処理物Ｘの殺菌及び洗浄が行われる。
しかも、被処理物Ｘは回転しているので、遠心力により、半径方向外方に向けて溶液Ｓの水流が発生し、殺菌した微生物や分解した汚れを洗い流す効果も得ることができる。
被処理物Ｘに付着している微生物数が所望の状態となると殺菌が終了し、殺菌された被処理物Ｘが得られる。【０３６３】
殺菌後は、殺菌された微生物や分解された汚れが、被処理物Ｘに付着したままの状態となっている場合があるので、この殺菌された微生物や分解された汚れを洗浄するために、例えば殺菌済みの水等を被処理物Ｘに接触させて洗い流しても良い。
また、被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを除去するために、溶液Ｓを乾燥したり、滅菌エアを吹き付けても良い。【０３６４】
容器１０４に溜まった溶液Ｓは、適時、廃液バルブ１０６を開くことで、廃液管１０５を通じて廃液貯蔵部に排出される。
ノズル１０８は、紫外光の照射の妨げにならないように配慮する必要がある場合には、溶液Ｓの噴霧に必要なときだけ所定位置を占める状態とすることができる。【０３６５】
溶液Ｓを被処理物Ｘに付着させる態様としては、ほかに、いわゆるスピンコートによるものが挙げられる。この場合には、例えば、殺菌装置１００において、溶液噴霧手段１０３に代えて、溶液Ｓをテーブル１０１上に保持された被処理物Ｘに落下させる溶液流下手段を設ける。被処理物Ｘを保持させた状態でテーブル１０１を回転させながら、溶液流下手段によって溶液Ｓを落下させることで、溶液Ｓを被処理物Ｘに均一に付着させた後、ＫｒＩエキシマランプＬを発光させて紫外線を照射する。被処理物Ｘにおける溶液Ｓの付着量は、溶液流下手段からの溶液Ｓの流量、流下時間を調整することで調整できる。【０３６６】
噴霧、スピンコートによって溶液Ｓの塗布を行うこととすれば、溶液Ｓの消費量が少なくてすむとともに、溶液Ｓが実質的に交換されながら殺菌を行うので、溶液Ｓ中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な殺菌性能を担保することが可能である。ただし、噴霧を行う場合、液滴が小さすぎると、溶液Ｓが被処理物Ｘに到達する前に亜酸化窒素が雰囲気中に散逸するが、溶液Ｓを被処理物Ｘに対して実質的に交換しながら殺菌を行うので、散逸によって溶液Ｓ中の亜酸化窒素の濃度が多少低くなっても、十分な殺菌性能を担保することが可能である。しかし、かかる散逸量が大きくなり過ぎないように液滴の大きさが適宜調整される。
【実施例３】
【０３６７】
以下に、本発明の第３実施例である物質の洗浄について図面を参照しながら説明する。【０３６８】
本例における洗浄方法は、図１０に示した親水化装置３０を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図１０に示す親水化装置３０を洗浄装置３０と読み替えることとし、図１０を用いて被処理物Ｘを洗浄する方法について説明する。【０３６９】
本例における被処理物Ｘは、平板形状のような比較的単純な形状をなす、例えば平たい皿であるが、シリコンウエハー等の基板であってもよい。【０３７０】
被処理物Ｘの表面には図示しない有機物が付着している（以下説明する各構成例においても同様）。有機物としては、酸化反応により分解される油、たんぱく質が挙げられる。有機物は、被処理物Ｘの表面上に付着した、厚さ数ｎｍ〜数１００μｍ程度の薄膜状の汚れを想定している。これは、このような汚れを洗浄することは、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは困難であるためである。ただし、かかる厚さよりも厚い有機物の汚れを洗浄することももちろん可能である。被処理物Ｘが基板である場合、回路製造プロセス等において付着するパーティクル等に有機物が含まれる場合には、パーティクル等も酸化反応により分解する対象となる。【０３７１】
図１０に示す洗浄装置３０にあっては、被処理物Ｘを突起３１ａ上に載置して容器３１内に配置した後、溶液Ｓを、被処理物Ｘの洗浄を行うべき部分、ここでは図１０に示した状態における上面の全体が、十分に浸漬される程度に、容器３１内に充填する。ＫｒＩエキシマランプＬを発光させ、紫外線を被処理物Ｘの上面上に位置する溶液Ｓ全体に照射する。【０３７２】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物Ｘに付着した有機物を強力に酸化して分解し、被処理物Ｘの洗浄が行われる。すなわち、有機物が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、被処理物Ｘたる皿、基板から除去される。これにより、例えば、皿に関しては新品同様の状態となり、基板に関しては清浄な状態で次の工程に供され、また清浄な製品が得られる。かかる除去には、有機物が水、二酸化炭素等に完全に分解される場合のみならず、有機物が水、二酸化炭素等に分解される過程において被処理物Ｘからはがれる等して分離されることも含む。有機物がすべて被処理物Ｘから除去されると洗浄が終了し、洗浄された被処理物Ｘが得られる。【０３７３】
洗浄後、分解される過程において被処理物Ｘからはがれた有機物の分解カスが被処理物Ｘに再付着している可能性がある場合等にはかかる分解カスを被処理物Ｘから完全に除去するなどのために必要に応じて被処理物Ｘを溶液Ｓや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、分解カスの除去にも有効である。【０３７４】
かかる洗浄により、被処理物Ｘの表面上に付着していた、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは洗浄することが困難な汚れ、例えば油膜、パーティクルが完全に分解され、高度な洗浄が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、洗浄後に溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。【０３７５】
ＫｒＩエキシマランプＬが発する紫外光は直進性が高いが、図１０に示したように被処理物Ｘが板状であってその上面のみを洗浄したい場合など、洗浄したい部位が比較的単純な形状の場合には、紫外光を照射しやすく、所望の洗浄を行うことができる。【０３７６】
しかしながら、被処理物Ｘの形状が複雑な場合など、洗浄したい部位が比較的複雑な場合には、被処理物Ｘが紫外光を透過する物質であるなどの特別な場合を除き、かかる紫外光の直進性が高いゆえに所望の部位に光を照射することが難しい場合があり、洗浄を十分に行うことができないことがある。図１０に示した例のように、被処理物Ｘが板状であるなど単純な形状である場合でも、その全体を洗浄することは困難である。【０３７７】
図１０に示した例でも、被処理物ＸがＫｒＩエキシマランプＬによる紫外光を透過する物質である場合、たとえば光学機器やメガネレンズ等のレンズである場合や、容器３１の底部を鏡面加工し、この鏡面による反射によって被処理物Ｘ全体に紫外光を十分に導く構成とした場合などには、被処理物Ｘの全体を洗浄することも可能である。【０３７８】
しかし、一般に、立体的な形状を有する被処理物Ｘの表面全体を、被処理物Ｘの態位を変えずに図１０に示した構成で洗浄することは困難である。このことは例えば、被処理物Ｘが、表面に凹凸がある物質である場合において顕著である。【０３７９】
次に、かかる事情に鑑みた洗浄装置について説明する。【０３８０】
本例における洗浄方法は、図１３に示した親水化装置４０を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図１３に示す親水化装置４０を洗浄装置４０と読み替えることとし、図１３を用いて被処理物Ｘを洗浄する方法について説明する。【０３８１】
また、本例における被処理物Ｘは、表面に凹凸のある比較的複雑な形状をなす、例えば電気製品の筐体であるが、これに限るものではない。【０３８２】
図１３に示す洗浄装置４０にあっては、被処理物Ｘを開口４２から本体４３内部に入れた後に、溶液Ｓを開口４２から注いで本体４３内を満たし、これによって被処理物Ｘの全体を浸漬する。溶液Ｓを開口４２から注いで本体４３内を満たした後に、被処理物Ｘを開口４２から本体４３内部に入れてもよい。被処理物Ｘの全体を浸漬した状態で、開口４２を蓋４４で塞ぐ。【０３８３】
ＫｒＩエキシマランプＬを発光させると、側部及び底部に複数配設されたＫｒＩエキシマランプＬが側方及び下方から紫外光を照射することとともに、紫外光が本体４３及び蓋４４の内面に設けられた鏡面によって反射されることにより、紫外線が被処理物Ｘの表面上に位置する溶液Ｓ全体に照射される。【０３８４】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物Ｘに付着した有機物を強力に酸化して分解し、被処理物Ｘの洗浄が行われる。すなわち、有機物が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、被処理物Ｘから除去される。この除去には、有機物が水、二酸化炭素等に完全に分解される場合のみならず、有機物が水、二酸化炭素等に分解される過程において被処理物Ｘからはがれる等して分離されることも含む。有機物がすべて被処理物Ｘから除去されると洗浄が終了し、洗浄された被処理物Ｘが得られる。【０３８５】
洗浄後、分解される過程において被処理物Ｘからはがれた有機物の分解カスが被処理物Ｘに再付着している可能性がある場合等にはかかる分解カスを被処理物Ｘから完全に除去するなどのために必要に応じて被処理物Ｘを溶液Ｓや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、分解カスの除去にも有効である。【０３８６】
かかる洗浄により、表面に凹凸のある比較的複雑な形状の、被処理物Ｘの表面上に付着していた、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは洗浄することが困難な汚れ、例えば油膜が完全に分解され、高度な洗浄が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、洗浄後に溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。被処理物Ｘが電気製品の筐体である場合には、洗浄後、内部に部品を組み立てる等の組立工程に供される。【０３８７】
なお、本体４３内における被処理物Ｘの保持が必要な場合は、紫外光の照射に影響を与えない形状、位置、紫外光を透過する材質を適宜選択した保持部材を本体４３内に配設することによって保持を行うことができる。かかる保持部材は被処理物Ｘの比重が溶液Ｓとの比重とほぼ等しく溶液Ｓ中に浮いた状態となる場合には省略することができる。そのため、溶液Ｓに比重を調整するための調整剤を溶解させることもできる。【０３８８】
洗浄装置４０によれば、表面に凹凸のある比較的複雑な形状の被処理物Ｘの表面の洗浄を行うことができるが、被処理物Ｘが、筒、ビン、コップのように、内部に空間のある形状をなしこの部分の洗浄を行なう必要がある場合には、被処理物Ｘが紫外光を透過する物質である特別な場合を除き、かかる空間を構成した内面を図１１に示した構成で洗浄することは困難である。【０３８９】
次に、かかる事情に鑑みた洗浄装置について説明する。【０３９０】
本例における洗浄方法は、図１４に示した親水化装置５０を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図１４に示す親水化装置５０を洗浄装置５０と読み替えることとし、図１４を用いて被処理物Ｘを洗浄する方法について説明する。【０３９１】
本例における被処理物Ｘは、ビンである。ビンとしては、リサイクルに供される牛乳瓶等が挙げられる。【０３９２】
図１４に示す洗浄装置５０にあっては、被処理物Ｘを開口５２から本体５３内部に入れた後に、溶液Ｓを開口５２から注いで本体５３内を満たし、これによって被処理物Ｘの全体を浸漬し、被処理物Ｘの内部にＫｒＩエキシマランプＬを挿入する。溶液Ｓを開口５２から注いで本体５３内を満たした後に、被処理物Ｘを開口５２から本体５３内部に入れて全体を浸漬し、被処理物Ｘの内部にＫｒＩエキシマランプＬを挿入してもよい。被処理物Ｘを開口５２から本体５３内部に入れた後に、被処理物Ｘの内部にＫｒＩエキシマランプＬを挿入し、溶液Ｓを開口５２から注いで本体５３内を満たして被処理物Ｘを浸漬してもよい。【０３９３】
被処理物Ｘの全体を浸漬した状態で、開口５２を蓋５４で塞ぐ。
被処理物Ｘに挿入するＫｒＩエキシマランプＬを蓋５４に一体化し、開口５２を蓋５４で閉じればＫｒＩエキシマランプＬが被処理物Ｘに挿入されるように構成しても良い。【０３９４】
ＫｒＩエキシマランプＬを発光させると、本体５３の側部及び底部に複数配設されたＫｒＩエキシマランプＬが側方及び下方から紫外光を照射し、また被処理物Ｘの内部に配設されたＫｒＩエキシマランプＬが内部から紫外光を照射するとともに、紫外光が本体５３及び蓋５４の内面に設けられた鏡面によって反射されることにより、紫外線が被処理物Ｘの外面上及び内面上に位置する溶液Ｓ全体に照射される。【０３９５】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物Ｘに付着した有機物を強力に酸化して分解し、被処理物Ｘの洗浄が行われる。すなわち、有機物が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、被処理物Ｘから除去される。この除去には、有機物が水、二酸化炭素等に完全に分解される場合のみならず、有機物が水、二酸化炭素等に分解される過程において被処理物Ｘからはがれる等して分離されることも含む。有機物がすべて被処理物Ｘから除去されると洗浄が終了し、洗浄された被処理物Ｘが得られる。【０３９６】
洗浄後、分解される過程において被処理物Ｘからはがれた有機物の分解カスが被処理物Ｘに再付着している可能性がある場合等にはかかる分解カスを被処理物Ｘから完全に除去するなどのために必要に応じて被処理物Ｘを溶液Ｓや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、分解カスの除去にも有効である。【０３９７】
かかる洗浄により、内部に空間がある形状の、被処理物Ｘの内外の表面上に付着していた、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは洗浄することが困難な汚れ、例えば油膜が完全に分解され、高度な洗浄が行われる。例えば、被処理物Ｘがリサイクルに供される牛乳瓶である場合には、使用後に内部に残留していた牛乳が除去され、極めて清浄な状態となり、サイドリサイクルに供するに適した状態となる。【０３９８】
内部の空間が細く、拭いたりできない形状でもＫｒＩエキシマランプＬを挿入して紫外線照射を行うことができれば高度な洗浄を行うことができる。
また例えば、ＫｒＩエキシマランプＬを挿入できない、ホールピペットのような中空状の物でも紫外光が透過されれば内部を高度に洗浄することができる。
亜酸化窒素は安全であるため、洗浄後に溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。【０３９９】
なお、本体５３内における被処理物Ｘの保持が必要な場合は、紫外光の照射に影響を与えない形状、位置、紫外光を透過する材質を適宜選択した保持部材を本体５３内に配設することによって保持を行うことができる。かかる保持部材は被処理物Ｘの比重が溶液Ｓとの比重とほぼ等しく溶液Ｓ中に浮いた状態となる場合には省略することができる。そのため、溶液Ｓに比重を調整するための調整剤を溶解させることもできる。【０４００】
洗浄装置４０、５０によれば、容器４１、５１内部に収納できるとともに容器４１、５１内部の溶液Ｓに浸漬でき、この状態で紫外光を照射できる被処理物Ｘについては洗浄を行うことができる。しかし、被処理物Ｘが、比較的大きな物である場合や、布地のように紫外線を照射して洗浄するには展開して表面積を大きくする必要がある物である場合に、これを洗浄するには、容器４１、５１を極めて大きくする必要があり、洗浄装置４０、５０の大型化を招く。【０４０１】
次に、かかる事情に鑑みた洗浄装置について説明する。【０４０２】
本例における洗浄方法は、図１５に示した親水化装置６０を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図１５に示す親水化装置６０を洗浄装置６０と読み替えることとし、図１５を用いて被処理物Ｘを洗浄する方法について説明する。【０４０３】
また、本例における被処理物Ｘは、プラスチックシート、布地など、シート状であり巻き取り機構によって巻き取ることができるものであればどのようなものでも良く、例えば、病院等で使用されるシーツ、枕やベッドのカバー等が挙げられる。【０４０４】
図１５に示す洗浄装置６０にあっては、被処理物Ｘをローラ６２に巻き掛けるとともに巻き取り機構によって巻き取ることができる状態とした後、溶液Ｓを、ＫｒＩエキシマランプＬの間に位置する被処理物Ｘを浸漬する程度に、容器６１内に充填する。そして、巻き取り機構によって被処理物Ｘに送りをかける。そして、溶液Ｓに浸漬された後、巻き取られた被処理物Ｘに供給された溶液Ｓの一部を必要に応じてブレード６３によってかきとり、溶液Ｓの供給量の均等化を図る。その後、ＫｒＩエキシマランプＬの間に送られた被処理物Ｘは、当該ランプからの紫外線の照射を受けることで洗浄処理される。【０４０５】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物Ｘに付着した有機物を強力に酸化して分解し、被処理物Ｘの洗浄が行われる。すなわち、有機物が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、被処理物Ｘから除去される。この除去には、有機物が水、二酸化炭素等に完全に分解される場合のみならず、有機物が水、二酸化炭素等に分解される過程において被処理物Ｘからはがれる等して分離されることも含む。【０４０６】
巻き取り機構による被処理物Ｘの巻き取り速度は、被処理物ＸがＫｒＩエキシマランプＬの間を移動する間に有機物の分解が行われ洗浄が十分に行われるように調整される。巻き取り機構による被処理物Ｘの巻き取りが終了することで被処理物Ｘから除去されて洗浄が終了し、洗浄された被処理物Ｘが得られる。たとえば、被処理物Ｘが病院等で使用されるシーツ等である場合には、血液等の体液や汗等の汚れが除去され、清潔な状態となる。【０４０７】
洗浄後、分解される過程において被処理物Ｘからはがれた有機物の分解カスが被処理物Ｘに再付着している可能性がある場合等にはかかる分解カスを被処理物Ｘから完全に除去するなどのために必要に応じて被処理物Ｘを溶液Ｓや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、分解カスの除去にも有効である。乾燥を行う場合には、巻き取りながらこれを行っても良い。【０４０８】
かかる洗浄により、被処理物Ｘの表面上に付着していた、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは洗浄することが困難な汚れ、例えば油膜が完全に分解され、高度な洗浄が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、洗浄後に溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。なお被処理物Ｘが布地であって、織物である場合には、紫外線が照射される範囲で洗浄が行われる。【０４０９】
被処理物Ｘを移動させる移動手段は、上述した巻き取り機構でなく、被処理物Ｘを載置、あるいは固定などした態様で移動させるベルト等の運搬部材を備えた構成であっても良く、このような構成にすれば、被処理物Ｘはシート状のものに限らず、比較的大きな物を被処理物Ｘとしてこれを洗浄することができる。この構成によれば、複数の被処理物Ｘを運搬部材によって運搬しながら連続して洗浄することができる。被処理物Ｘの全体をかかる運搬部材で運搬しつつ洗浄するために、運搬部材の配置位置、形状、紫外線を透過する材質を用いること、ＫｒＩエキシマランプＬの配置位置、数などを適宜選択できる。【０４１０】
このような洗浄装置６０では、被処理物Ｘが、比較的大きな物である場合や、布地のように紫外線を照射して洗浄するには展開して表面積を大きくする必要がある物である場合も、容器６１の大きさが、被処理物Ｘによってさほど左右されず、大型化が抑制される。
また、運搬が容易であり容器６１内部の溶液Ｓに浸漬でき、この状態で紫外光を照射できる被処理物Ｘについて洗浄を行うことができる。
しかし、被処理物Ｘが、机、床、壁など容易に運搬できないものである場合には洗浄が困難、または不能なことがある。【０４１１】
次に、かかる事情に鑑みた洗浄装置について説明する。【０４１２】
本例における洗浄方法は、図１６に示した親水化装置７０を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図１６に示す親水化装置７０を洗浄装置７０と読み替えることとし、図１６を用いて被処理物Ｘを洗浄する方法について説明する。【０４１３】
図１６に示す洗浄装置７０にあっては、被処理物の洗浄を行うべき部位に、ゴム７６の弾性を利用して容器７１を密着させ、被処理物と容器本体７４とガラス７５とで密閉空間を形成した後、吸引ポンプを作動させてかかる密閉空間を溶液Ｓで満たす。この状態でＫｒＩエキシマランプＬを発光させ、紫外線を被処理物の洗浄を行うべき部位上に位置する溶液Ｓに照射する。【０４１４】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物に付着した有機物を強力に酸化して分解し、被処理物の洗浄が行われる。すなわち、有機物が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、被処理物から除去される。この除去には、有機物が水、二酸化炭素等に完全に分解される場合のみならず、有機物が水、二酸化炭素等に分解される過程において被処理物からはがれる等して分離されることも含む。
洗浄の過程で亜酸化窒素が消費されるため、適宜吸引ポンプを駆動して密閉空間内の溶液Ｓを交換してもよい。【０４１５】
密閉空間内の溶液Ｓの亜酸化窒素の濃度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段によって検出した亜酸化窒素濃度が洗浄を行うのに適した所定の濃度を下回ったときに吸引ポンプを駆動する制御手段とを溶液制御手段に設け、フィードバック制御を行って密閉空間内の溶液Ｓの亜酸化窒素の濃度を洗浄に適した範囲に保つように構成することができる。【０４１６】
有機物がすべて被処理物から除去されると洗浄が終了し、洗浄された被処理物が得られる。洗浄後、給液管７２を溶液貯蔵部または容器７１から取り外すこと等により、溶液貯蔵部から容器７１への溶液Ｓの供給が行われない状態としてから、吸引ポンプを駆動して、容器７１内の溶液Ｓを廃液貯蔵部に排出し、容器７１を被処理物から離脱させる。【０４１７】
分解される過程において被処理物からはがれた有機物の分解カスが被処理物に再付着している可能性がある場合等にはかかる分解カスを被処理物から完全に除去するなどのために必要に応じて被処理物を溶液Ｓや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物に付着している溶液Ｓを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、分解カスの除去にも有効である。【０４１８】
かかる洗浄により、机の上面、床、壁など、主に運搬が困難な被処理物の表面上に付着していた、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは洗浄することが困難な汚れ、例えば油膜、手垢、カビなどが完全に分解され、高度な洗浄が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、廃液貯蔵部に排出された溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。【０４１９】
容器７１と被処理物との密着状態が保たれ、溶液Ｓの漏れが問題とならない場合には、洗浄装置７０の、特に容器７１を、移動させつつ洗浄を行っても良い。容器７１を移動させる前に溶液Ｓを排出するための時間が不要となり、連続して洗浄を行うことができるため、効率よく洗浄を行うことができる。【０４２０】
容器７１と被処理物とが密着状態となることは、上記の密閉空間から紫外光が漏れることを防止することにもなり、紫外光が外界に与える影響を回避することができる。
なお、図１３、図１４に示した例でも、容器４１、５１内が密閉されているため、紫外光が外界に漏れることによる影響が回避されている。【０４２１】
洗浄装置７０のように、洗浄の過程で亜酸化窒素が消費されることを考慮し、溶液Ｓを交換可能に構成することは、高い洗浄性能を発揮することにきわめて優れている。また、溶液Ｓ中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な洗浄性能を担保することが可能である。上述の、図１０、１３ないし図１５に示した構成例においても、洗浄の過程で溶液Ｓを交換可能に構成することができる。【０４２２】
たとえば、以下に、洗浄の過程で溶液Ｓを交換可能に構成した洗浄装置について説明する。【０４２３】
本例における洗浄方法は、図１７に示した親水化装置８０を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図１７に示す親水化装置８０を洗浄装置８０と読み替えることとし、図１７を用いて被処理物Ｘを洗浄する方法について説明する。また、この洗浄装置８０は、洗浄装置３０に対応するものである。【０４２４】
図１７に示す洗浄装置８０にあっては、被処理物Ｘを保持部材８２によって保持して容器３１内に配置した後、給液バルブ８７を開いて、タンク８６内の溶液Ｓを、被処理物Ｘの洗浄を行うべき部分、ここでは図１７に示した状態における上面の全体が、十分に浸漬される程度に、容器８１内に充填する。ＫｒＩエキシマランプＬを発光させ、紫外線を被処理物Ｘの上面上に位置する溶液Ｓ全体に照射する。【０４２５】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物Ｘに付着した有機物を強力に酸化して分解し、被処理物Ｘの洗浄が行われる。すなわち、有機物が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、被処理物Ｘから除去される。これにより、例えば、皿に関しては新品同様の状態となり、基板に関しては清浄な状態で次の工程に供され、また清浄な製品が得られる。かかる除去には、有機物が水、二酸化炭素等に完全に分解される場合のみならず、有機物が水、二酸化炭素等に分解される過程において被処理物Ｘからはがれる等して分離されることも含む。【０４２６】
洗浄の過程で亜酸化窒素が消費されるため、適宜給液バルブ８７、廃液バルブ８８を開閉して密閉空間内の溶液Ｓを交換し、容器８１内の溶液Ｓの亜酸化窒素の量及び濃度を洗浄に適した範囲に保つ。容器８１内の溶液Ｓの亜酸化窒素の濃度を洗浄に適した範囲に保つべく、適宜給液バルブ８７、廃液バルブ８８は、その流量が適切になるように開閉を調整される。【０４２７】
容器８１内の溶液Ｓの亜酸化窒素の濃度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段によって検出した亜酸化窒素濃度が洗浄を行うのに適した所定の濃度を下回ったときに給液バルブ８７、廃液バルブ８８を駆動する制御手段とを溶液制御手段８３に設け、フィードバック制御を行って容器８１内の亜酸化窒素の量及び濃度を洗浄に適した範囲に保つように構成することができる。この場合、容器８１内の溶液Ｓの亜酸化窒素の濃度を洗浄に適した範囲に保つべく、適宜給液バルブ８７、廃液バルブ８８は、その流量が適切になるように制御手段によって開閉を調整する。【０４２８】
有機物がすべて被処理物Ｘから除去されると洗浄が終了し、洗浄された被処理物Ｘが得られる。洗浄後、分解される過程において被処理物Ｘからはがれた有機物の分解カスが被処理物Ｘに再付着している可能性がある場合等にはかかる分解カスを被処理物Ｘから完全に除去するなどのために必要に応じて被処理物Ｘを溶液Ｓや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、分解カスの除去にも有効である。容器８１の溶液Ｓは、適宜、廃液バルブ８８を開いて廃液貯蔵部に排出する。【０４２９】
かかる洗浄により、被処理物Ｘの表面上に付着していた、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは洗浄することが困難な汚れ、例えば油膜が完全に分解され、高度な洗浄が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、洗浄後に溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。また、溶液Ｓ中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な洗浄性能を担保することが可能である。
このような溶液制御手段８３は、図１３ないし図１５に示して説明した洗浄装置４０、５０、６０に同様に適用することができる。【０４３０】
図１６に示した洗浄装置７０は、机の上面、床、壁など、主に運搬が困難な被処理物を対象としたものであった。かかる洗浄装置７０は、比較的大きな部分を洗浄することに適している。これに対し、例えば歯牙洗浄など、比較的小さな部分をスポット的に洗浄することが要求される場合もある。【０４３１】
次に、かかる事情に鑑みた洗浄装置について説明する。【０４３２】
本例における洗浄方法は、図１８に示した親水化装置９０を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図１８に示す親水化装置９０を洗浄装置９０と読み替えることとし、図１８を用いて被処理物Ｘを洗浄する方法について説明する。【０４３３】
図１８に示す洗浄装置９０にあっては、使用者がグリップ９３を握って射出口９４を歯牙等の被処理物に向け、トリガーを操作し、適量の溶液Ｓを被処理物に射出して付着させるとともにＫｒＩエキシマランプＬを発光させて紫外線を照射する。被処理物における溶液Ｓの付着範囲は、使用者がノズル部９２の位置、溶液Ｓの出射方向、絞りを調整することで容易に適切な状態とされる。【０４３４】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物に付着した有機物を強力に酸化して分解し、被処理物の洗浄が行われる。すなわち、有機物が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、被処理物から除去される。この除去には、有機物が水、二酸化炭素等に完全に分解される場合のみならず、有機物が水、二酸化炭素等に分解される過程において被処理物からはがれる等して分離されることも含む。【０４３５】
洗浄の過程で消費される亜酸化窒素の量等に応じ、溶液Ｓの射出量が調整される。
歯牙に付着している着色成分などの有機物がすべて除去されると洗浄が終了し、洗浄された被処理物が得られる。分解される過程において被処理物からはがれた有機物の分解カスが被処理物に再付着している可能性がある場合等にはかかる分解カスを被処理物から完全に除去するなどのために必要に応じて被処理物を溶液Ｓや水等で洗浄等する。この場合、かかる洗浄を、洗浄装置９０を用いて溶液Ｓを射出して行えば、有機物の再付着の様子を見ながらその部位のみにスポット射出することで洗浄を行うことができ、極めて容易に洗浄が行われる。また、必要に応じて被処理物に付着している溶液Ｓを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、分解カスの除去にも有効である。【０４３６】
かかる洗浄により、歯牙洗浄など、比較的小さな部分をスポット的に洗浄することが要求される場合において、そのような被処理物の表面上に付着していた、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは洗浄することが困難な汚れ、例えば着色成分が完全に分解され、高度な洗浄が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、洗浄後の溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。【０４３７】
洗浄装置９０では、必要な部分だけに溶液Ｓを付着させて洗浄を行うため効率よく洗浄が行われる。溶液Ｓの消費量が少なくてすむとともに、溶液Ｓが実質的に交換されながら洗浄を行うので、溶液Ｓ中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な洗浄性能を担保することが可能である。
また溶液Ｓの射出方向のみに紫外光が照射されるため、必要な部分だけに紫外光を照射させることができ、紫外光がその他の部分に照射されることによる影響が回避される。【０４３８】
ここで、紫外光の照射時における溶液Ｓの被処理物Ｘへの接触の態様について述べると、上述した洗浄装置３０、４０、５０、６０、８０は、被処理物Ｘを溶液Ｓ中に浸漬させるというものであり、上述した洗浄装置７０、９０は、被処理物の洗浄すべき部位を溶液Ｓで濡らすというものである。後者の接触の態様に関しては、洗浄装置９０では、溶液Ｓを射出することで被処理物Ｘの洗浄すべき部位を溶液Ｓで濡らす構成となっているが、射出の態様としては、洗浄装置９０のように溶液Ｓを連続的に被洗浄物に付着させるものに限らず、溶液Ｓを霧状に射出して被洗浄物に付着させるものも挙げられる。【０４３９】
次に、かかる洗浄装置について説明する。【０４４０】
本例における洗浄方法は、図１９に示した親水化装置１００を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図１９に示す親水化装置１００を洗浄装置１００と読み替えることとし、図１９を用いて被処理物Ｘを洗浄する方法について説明する。【０４４１】
本例における被処理物Ｘは、シリコンウエハー等の基板を想定しているが、平たい皿であっても良い。回路製造プロセス等において被処理物Ｘに付着したパーティクル等に有機物が含まれる場合には、パーティクル等も酸化反応により分解する対象となる。【０４４２】
図１９に示す洗浄装置１００にあっては、被処理物Ｘをテーブル１０１上に載置して吸着手段を作動させて保持し、ノズル１０８を溶液Ｓの吹き付けに適した所定位置まで回転させ、テーブル１０１を回転させながら溶液Ｓをノズル１０８から噴霧して被処理物Ｘに均一に付着させた後、ＫｒＩエキシマランプＬを発光させて紫外線を照射する。被処理物Ｘにおける溶液Ｓの付着量は、ノズル１０８からの溶液Ｓの噴射量、噴射時間を調整することで調整される。【０４４３】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物に付着した有機物を強力に酸化して分解し、被処理物Ｘの洗浄が行われる。すなわち、有機物が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、被処理物Ｘから除去される。これにより、例えば、基板に関しては清浄な状態で次の工程に供され、また清浄な製品が得られ、皿に関しては新品同様の状態となる。かかる除去には、有機物が水、二酸化炭素等に完全に分解される場合のみならず、有機物が水、二酸化炭素等に分解される過程において被処理物Ｘからはがれる等して分離されることも含む。【０４４４】
洗浄の過程で消費される亜酸化窒素の量等に応じ、溶液Ｓの付着量が調整される。【０４４５】
有機物がすべて被処理物Ｘから除去されると洗浄が終了し、洗浄された被処理物Ｘが得られる。洗浄後、分解される過程において被処理物Ｘからはがれた有機物の分解カスが被処理物Ｘに再付着している可能性がある場合等にはかかる分解カスを被処理物Ｘから完全に除去するなどのために必要に応じて被処理物Ｘを溶液Ｓや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、分解カスの除去にも有効である。溶液Ｓの除去は、テーブル１０１の回転によって行っても良い。【０４４６】
かかる洗浄により、被処理物Ｘの表面上に付着していた、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは洗浄することが困難な汚れ、例えば油膜、パーティクルが完全に分解され、高度な洗浄が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、洗浄後に溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。【０４４７】
容器１０４に溜まった溶液Ｓは、適時、廃液バルブ１０６を開くことで、廃液管１０５を通じて廃液貯蔵部に排出される。
ノズル１０８は、紫外光の照射の妨げにならないように配慮する必要がある場合には、溶液Ｓの噴霧に必要なときだけ所定位置を占める状態とすることができる。【０４４８】
溶液Ｓを被処理物Ｘに付着させる態様としては、ほかに、いわゆるスピンコートによるものが挙げられる。この場合には、例えば、洗浄装置１００において、溶液噴霧手段１０３に代えて、溶液Ｓをテーブル１０１上に保持された被処理物Ｘに落下させる溶液流下手段を設ける。被処理物Ｘを保持させた状態でテーブル１０１を回転させながら、溶液流下手段によって溶液Ｓを落下させることで、溶液Ｓを被処理物Ｘに均一に付着させた後、ＫｒＩエキシマランプＬを発光させて紫外線を照射する。被処理物Ｘにおける溶液Ｓの付着量は、溶液流下手段からの溶液Ｓの流量、流下時間を調整することで調整できる。【０４４９】
噴霧、スピンコートによって溶液Ｓの塗布を行うこととすれば、溶液Ｓの消費量が少なくてすむとともに、溶液Ｓが実質的に交換されながら洗浄を行うので、溶液Ｓ中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な洗浄性能を担保することが可能である。ただし、噴霧を行う場合、液滴が小さすぎると、溶液Ｓが被処理物Ｘに到達する前に亜酸化窒素が雰囲気中に散逸するが、溶液Ｓを被処理物Ｘに対して実質的に交換しながら洗浄を行うので、散逸によって溶液Ｓ中の亜酸化窒素の濃度が多少低くなっても、十分な洗浄性能を担保することが可能である。しかし、かかる散逸量が大きくなり過ぎないように液滴の大きさが適宜調整される。
【実施例４】
【０４５０】
以下に、本発明の第４実施例である物質の脱色について図面を参照しながら説明する。
本例における脱色方法は、図１０に示した親水化装置３０を物質の脱色装置として使用することによって実施することができるため、図１０に示す親水化装置３０を脱色装置３０と読み替えることとし、図１０を用いて被処理物Ｘを脱色する方法について説明する。【０４５１】
符号Ｘは、脱色対象物である物質としての被処理物を示している。
本例における被処理物Ｘは、平板形状のような比較的単純な形状をなす、例えばハンカチ、タオル、料理盛り付け用等の皿である。【０４５２】
被処理物Ｘは、染料、顔料等の図示しない有色体を有する。有色体は、被処理物Ｘ表面に付着した物、被処理物Ｘに染み込んだ物、被処理物Ｘの成分として含まれた物などどのような態様で被処理物Ｘと一体化した物であっても良い（以下説明する各構成例においても同様）が、溶液Ｓに接し紫外光が照射され、脱色される部分に存在するものである必要がある。有色体は、酸化により分解されるものであり、例えば、モーブやインディゴのような合成染料やカルサモン、シコニン、アリザリン、クロシン、タンニン、カロチン、アントシアンなどの天然染料などが挙げられる。被処理物Ｘたるハンカチ、タオル、皿のシミ、汚れであって酸化によって分解されるものも含む。【０４５３】
図１０に示す脱色装置３０にあっては、被処理物Ｘを突起３１ａ上に載置して容器３１内に配置した後、溶液Ｓを、被処理物Ｘの脱色を行うべき部分、ここでは図１０に示した状態における上面の全体が、十分に浸漬される程度に、容器３１内に充填する。ＫｒＩエキシマランプＬを発光させ、紫外線を被処理物Ｘの上面上に位置する溶液Ｓ全体に照射する。【０４５４】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物Ｘの有色体を強力に酸化して分解し、被処理物Ｘの脱色が行われる。すなわち、有色体が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、または溶液Ｓに溶出して、被処理物Ｘたるハンカチ、タオル、皿から除去される。これによって、例えばハンカチ、タオル、皿の漂白が行われ、新品同様の状態となる。このように、被処理物Ｘの、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは分離することが困難な有色体が、分解され、または被処理物Ｘから分離され、脱色が行われる。所望の脱色を行うと脱色を終了し、脱色された被処理物Ｘが得られる。【０４５５】
脱色後、脱色される過程において被処理物Ｘから有色体のまま分離された有色体が被処理物Ｘに再付着している可能性がある場合等にはかかる有色体を被処理物Ｘから除去するなどのために必要に応じて被処理物Ｘを溶液Ｓや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、一旦分離した有色体の再除去にも有効である。
亜酸化窒素は安全であるため、脱色後に溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。【０４５６】
ＫｒＩエキシマランプＬが発する紫外光は直進性が高いが、図１０に示したように被処理物Ｘが板状であってその上面のみを脱色したい場合など、脱色したい部位が比較的単純な形状の場合には、紫外光を照射しやすく、所望の脱色を行うことができる。【０４５７】
しかしながら、被処理物Ｘの形状が複雑な場合など、脱色したい部位が比較的複雑な場合には、被処理物Ｘが紫外光を透過する物質であるなどの特別な場合を除き、かかる紫外光の直進性が高いゆえに所望の部位に光を照射することが難しい場合があり、脱色を十分に行うことができないことがある。図１０に示した例のように、被処理物Ｘが板状であるなど単純な形状である場合でも、その全体を脱色することは困難である。【０４５８】
図１０に示した例でも、被処理物ＸがＫｒＩエキシマランプＬによる紫外光を透過する物質である場合や、容器３１の底部を鏡面加工し、この鏡面による反射によって被処理物Ｘ全体に紫外光を十分に導く構成とした場合などには、被処理物Ｘの全体を脱色することも可能である。【０４５９】
しかし、一般に、立体的な形状を有する被処理物Ｘの表面全体を、被処理物Ｘの態位を変えずに図１０に示した構成で脱色することは困難である。このことは例えば、被処理物Ｘが、表面に凹凸がある物質である場合において顕著である。【０４６０】
次にかかる事情に鑑みた脱色装置について説明する。【０４６１】
本例における脱色方法は、図１３に示した親水化装置４０を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図１３に示す親水化装置４０を洗浄装置４０と読み替えることとし、図１３を用いて被処理物Ｘを脱色する方法について説明する。【０４６２】
被処理物Ｘは、表面に凹凸のある比較的複雑な形状をなす、例えばぬいぐるみであるが、これに限るものではない。
有色体は、被処理物Ｘたるぬいぐるみのシミ、汚れであって酸化によって分解されるものである。【０４６３】
図１３に示す脱色装置４０にあっては、被処理物Ｘを開口４２から本体４３内部に入れた後に、溶液Ｓを開口４２から注いで本体４３内を満たし、これによって被処理物Ｘの全体を浸漬する。溶液Ｓを開口４２から注いで本体４３内を満たした後に、被処理物Ｘを開口４２から本体４３内部に入れてもよい。被処理物Ｘの全体を浸漬した状態で、開口４２を蓋４４で塞ぐ。【０４６４】
ＫｒＩエキシマランプＬを発光させると、側部及び底部に複数配設されたＫｒＩエキシマランプＬが側方及び下方から紫外光を照射することとともに、紫外光が本体４３及び蓋４４の内面に設けられた鏡面によって反射されることにより、紫外線が被処理物Ｘの表面上に位置する溶液Ｓ全体に照射される。【０４６５】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物Ｘの有色体を強力に酸化して分解し、被処理物Ｘの脱色が行われる。すなわち、有色体が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、または溶液Ｓに溶出して、被処理物Ｘたるぬいぐるみから除去される。これによって、例えば汚れによってぬいぐるみに生じていた色が脱色され、これが思い出の品であって長く使いたい場合にそのような要望に応えることができる。このように、被処理物Ｘの、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは分離することが困難な有色体が、分解され、または被処理物Ｘから分離され、脱色が行われる。所望の脱色を行うと脱色を終了し、脱色された被処理物Ｘが得られる。【０４６６】
脱色後、脱色される過程において被処理物Ｘから有色体のまま分離された有色体が被処理物Ｘに再付着している可能性がある場合等にはかかる有色体を被処理物Ｘから除去するなどのために必要に応じて被処理物Ｘを溶液Ｓや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、一旦分離した有色体の再除去にも有効である。【０４６７】
かかる脱色により、表面に凹凸のある比較的複雑な形状の被処理物Ｘの所望の脱色が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、脱色後に溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。【０４６８】
なお、本体４３内における被処理物Ｘの保持が必要な場合は、紫外光の照射に影響を与えない形状、位置、紫外光を透過する材質を適宜選択した保持部材を本体４３内に配設することによって保持を行うことができる。かかる保持部材は被処理物Ｘの比重が溶液Ｓとの比重とほぼ等しく溶液Ｓ中に浮いた状態となる場合には省略することができる。そのため、溶液Ｓに比重を調整するための調整剤を溶解させることもできる。【０４６９】
脱色装置４０によれば、表面に凹凸のある比較的複雑な形状の被処理物Ｘの表面の脱色を行うことができるが、被処理物Ｘが、筒、ビン、コップのように、内部に空間のある形状をなしている場合には、被処理物Ｘが紫外光を透過する物質である特別な場合を除き、かかる空間を構成した内面を図１１に示した構成で脱色することは困難である。【０４７０】
次に、かかる事情に鑑みた脱色装置について説明する。【０４７１】
本例における脱色方法は、図１４に示した親水化装置５０を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図１４に示す親水化装置５０を洗浄装置５０と読み替えることとし、図１４を用いて被処理物Ｘを脱色する方法について説明する。【０４７２】
被処理物Ｘは、ビン形状のものであるが、ズボンやジャケット等の衣服の、特に裾の部分であっても良い。被処理物Ｘは、内部に空間のある形状であってこの部分及び外側の表面を脱色する必要があるものであればどのようなものでも良い。
有色体は被処理物Ｘがズボン、ジャケット等の衣服である場合にはその裾のシミ、汚れであって酸化によって分解されるものである。【０４７３】
図１４に示す脱色装置５０にあっては、被処理物Ｘを開口５２から本体５３内部に入れた後に、溶液Ｓを開口５２から注いで本体５３内を満たし、これによって被処理物Ｘの全体を浸漬し、被処理物Ｘの内部にＫｒＩエキシマランプＬを挿入する。溶液Ｓを開口５２から注いで本体５３内を満たした後に、被処理物Ｘを開口５２から本体５３内部に入れて全体を浸漬し、被処理物Ｘの内部にＫｒＩエキシマランプＬを挿入してもよい。被処理物Ｘを開口５２から本体５３内部に入れた後に、被処理物Ｘの内部にＫｒＩエキシマランプＬを挿入し、溶液Ｓを開口５２から注いで本体５３内を満たして被処理物Ｘを浸漬してもよい。【０４７４】
被処理物Ｘの全体を浸漬した状態で、開口５２を蓋５４で塞ぐ。
被処理物Ｘに挿入するＫｒＩエキシマランプＬを蓋５４に一体化し、開口５２を蓋５４で閉じればＫｒＩエキシマランプＬが被処理物Ｘに挿入されるように構成しても良い。【０４７５】
ＫｒＩエキシマランプＬを発光させると、本体５３の側部及び底部に複数配設されたＫｒＩエキシマランプＬが側方及び下方から紫外光を照射し、また被処理物Ｘの内部に配設されたＫｒＩエキシマランプＬが内部から紫外光を照射するとともに、紫外光が本体５３及び蓋５４の内面に設けられた鏡面によって反射されることにより、紫外線が被処理物Ｘの外面上及び内面上に位置する溶液Ｓ全体に照射される。【０４７６】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物Ｘの有色体を強力に酸化して分解し、被処理物Ｘの脱色が行われる。すなわち、有色体が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、または溶液Ｓに溶出して、被処理物Ｘたるたとえばズボン、ジャケット等の衣服のその裾の部分から除去される。これにより、かかる裾の部分の表裏の脱色が一度に行われる。このように、被処理物Ｘの、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは分離することが困難な有色体が、分解され、または被処理物Ｘから分離され、脱色が行われる。【０４７７】
所望の脱色を行うと脱色を終了し、脱色された被処理物Ｘが得られる。脱色後、脱色される過程において被処理物Ｘから有色体のまま分離された有色体が被処理物Ｘに再付着している可能性がある場合等にはかかる有色体を被処理物Ｘから除去するなどのために必要に応じて被処理物Ｘを溶液Ｓや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、一旦分離した有色体の再除去にも有効である。【０４７８】
かかる脱色により、内部に空間がありこの空間の開口がある形状の、被処理物Ｘの内外の表面の所望の脱色が行われる。
内部の空間が細い形状でもＫｒＩエキシマランプＬを挿入して紫外線照射を行うことができれば良好に脱色を行うことができる。
また例えば、ＫｒＩエキシマランプＬを挿入できない、ホールピペットのような中空状の物でも紫外光が透過されれば内部を良好に脱色することができる。
亜酸化窒素は安全であるため、脱色後に溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。【０４７９】
なお、本体５３内における被処理物Ｘの保持が必要な場合は、紫外光の照射に影響を与えない形状、位置、紫外光を透過する材質を適宜選択した保持部材を本体５３内に配設することによって保持を行うことができる。かかる保持部材は被処理物Ｘの比重が溶液Ｓとの比重とほぼ等しく溶液Ｓ中に浮いた状態となる場合には省略することができる。そのため、溶液Ｓに比重を調整するための調整剤を溶解させることもできる。【０４８０】
脱色装置４０、５０によれば、容器４１、５１内部に収納できるとともに容器４１、５１内部の溶液Ｓに浸漬でき、この状態で紫外光を照射できる被処理物Ｘについては脱色を行うことができる。しかし、被処理物Ｘが、比較的大きな物である場合や、布地のように紫外線を照射して脱色するには展開して表面積を大きくする必要がある物である場合に、これを脱色するには、容器４１、５１を極めて大きくする必要があり、脱色装置４０、５０の大型化を招く。【０４８１】
次に、かかる事情に鑑みた脱色装置について説明する。【０４８２】
本例における脱色方法は、図１５に示した親水化装置６０を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図１５に示す親水化装置６０を洗浄装置６０と読み替えることとし、図１５を用いて被処理物Ｘを脱色する方法について説明する。【０４８３】
被処理物Ｘは、プラスチックフィルム等のプラスチックシート、布地など、シート状であり巻き取り機構によって巻き取ることができるものであればどのようなものでも良く、病院等で使用されるシーツ、枕やベッドのカバー等が挙げられる。【０４８４】
図１５に示す脱色装置６０にあっては、被処理物Ｘをローラ６２に巻き掛けるとともに巻き取り機構によって巻き取ることができる状態とした後、溶液Ｓを、ＫｒＩエキシマランプＬの間に位置する被処理物Ｘを浸漬する程度に、容器６１内に充填する。そして、巻き取り機構によって被処理物Ｘに送りをかける。そして、溶液Ｓに浸漬された後、巻き取られた被処理物Ｘに供給された溶液Ｓの一部を必要に応じてブレード６３によってかきとり、溶液Ｓの供給量の均等化を図る。その後、ＫｒＩエキシマランプＬの間に送られた被処理物Ｘは、当該ランプからの紫外線の照射を受けることで脱色処理される。【０４８５】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物Ｘの有色体を強力に酸化して分解し、被処理物Ｘの脱色が行われる。すなわち、有色体が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、または溶液Ｓに溶出して、被処理物Ｘから除去される。このように、被処理物Ｘの、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは分離することが困難な有色体が、分解され、または被処理物Ｘから分離され、脱色が行われる。【０４８６】
巻き取り機構による被処理物Ｘの巻き取り速度は、被処理物ＸがＫｒＩエキシマランプＬの間を移動する間に有色体の分解が行われ所望の脱色が行われるように調整される。巻き取り機構による被処理物Ｘの巻き取りが終了することで脱色が終了し、脱色された被処理物Ｘが得られる。たとえば、被処理物Ｘが病院等で使用されるシーツ等である場合には、血液等の体液や汗等のシミ、汚れが脱色により除去され、清潔な状態となる。【０４８７】
脱色後、脱色される過程において被処理物Ｘから有色体のまま分離された有色体が被処理物Ｘに再付着している可能性がある場合等にはかかる有色体を被処理物Ｘから除去するなどのために必要に応じて被処理物Ｘを溶液Ｓや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、一旦分離した有色体の再除去にも有効である。乾燥を行う場合には、巻き取りながらこれを行っても良い。【０４８８】
かかる脱色により、被処理物Ｘの所望の脱色が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、脱色後に溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。なお被処理物Ｘが布地であって、織物である場合には、紫外線が照射される範囲で脱色が行われる。よって、そのような布地を完全に脱色するには、布地が薄いものであることが望ましい。【０４８９】
被処理物Ｘを移動させる移動手段は、上述した巻き取り機構でなく、被処理物Ｘを載置、あるいは固定などした態様で移動させるベルト等の運搬部材を備えた構成であっても良く、このような構成にすれば、被処理物Ｘはシート状のものに限らず、比較的大きな物を被処理物Ｘとしてこれを脱色することができる。この構成によれば、複数の被処理物Ｘを運搬部材によって運搬しながら連続して脱色することができる。被処理物Ｘの全体をかかる運搬部材で運搬しつつ脱色するために、運搬部材の配置位置、形状、紫外線を透過する材質を用いること、ＫｒＩエキシマランプＬの配置位置、数などを適宜選択できる。【０４９０】
このような脱色装置６０では、被処理物Ｘが、比較的大きな物である場合や、布地のように紫外線を照射して脱色するには展開して表面積を大きくする必要がある物である場合も、容器６１の大きさが、被処理物Ｘによってさほど左右されず、大型化が抑制される。
また、運搬が容易であり容器６１内部の溶液Ｓに浸漬でき、この状態で紫外光を照射できる被処理物Ｘについて脱色を行うことができる。
しかし、被処理物Ｘが、机、床、壁など容易に運搬できないものである場合には脱色が困難、または不能なことがある。【０４９１】
次に、かかる事情に鑑みた脱色装置について説明する。【０４９２】
本例における脱色方法は、図１６に示した親水化装置７０を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図１６に示す親水化装置７０を洗浄装置７０と読み替えることとし、図１６を用いて被処理物Ｘを脱色する方法について説明する。【０４９３】
図１６に示す脱色装置７０にあっては、被処理物の脱色を行うべき部位に、ゴム７６の弾性を利用して容器７１を密着させ、被処理物と容器本体７４とガラス７５とで密閉空間を形成した後、吸引ポンプを作動させてかかる密閉空間を溶液Ｓで満たす。この状態でＫｒＩエキシマランプＬを発光させ、紫外線を被処理物の脱色を行うべき部位上に位置する溶液Ｓに照射する。【０４９４】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物の有色体を強力に酸化して分解し、被処理物の脱色が行われる。すなわち、有色体が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、または溶液Ｓに溶出して除去される。これによって、例えば、シミ、汚れ、カビ、落書き等によって壁に生じていた色が脱色される。このように、被処理物Ｘの、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは分離することが困難な有色体が、分解され、または被処理物Ｘから分離され、脱色が行われる。
脱色の過程で亜酸化窒素が消費されるため、適宜吸引ポンプを駆動して密閉空間内の溶液Ｓを交換してもよい。【０４９５】
密閉空間内の溶液Ｓの亜酸化窒素の濃度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段によって検出した亜酸化窒素濃度が脱色を行うのに適した所定の濃度を下回ったときに吸引ポンプを駆動する制御手段とを溶液制御手段に設け、フィードバック制御を行って密閉空間内の溶液Ｓの亜酸化窒素の濃度を脱色に適した範囲に保つように構成することができる。【０４９６】
所望の脱色が行われると脱色を終了し、脱色された被処理物が得られる。脱色後、給液管７２を溶液貯蔵部または容器７１から取り外すこと等により、溶液貯蔵部から容器７１への溶液Ｓの供給が行われない状態としてから、吸引ポンプを駆動して、容器７１内の溶液Ｓを廃液貯蔵部に排出し、容器７１を被処理物から離脱させる。脱色される過程において被処理物Ｘから有色体のまま分離された有色体が被処理物Ｘに再付着している可能性がある場合等にはかかる有色体を被処理物Ｘから除去するなどのために必要に応じて被処理物Ｘを溶液Ｓや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物に付着している溶液Ｓを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、一旦分離した有色体の再除去にも有効である。【０４９７】
かかる脱色により、机の上面、床、壁など、主に運搬が困難な被処理物の所望の脱色が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、廃液貯蔵部に排出された溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。【０４９８】
容器７１と被処理物との密着状態が保たれ、溶液Ｓの漏れが問題とならない場合には、脱色装置７０の、特に容器７１を、移動させつつ脱色を行っても良い。容器７１を移動させる前に溶液Ｓを排出するための時間が不要となり、連続して脱色を行うことができるため、効率よく脱色を行うことができる。【０４９９】
容器７１と被処理物とが密着状態となることは、上記の密閉空間から紫外光が漏れることを防止することにもなり、紫外光が外界に与える影響を回避することができる。
なお、図１３、図１４に示した例でも、容器４１、５１内が密閉されているため、紫外光が外界に漏れることによる影響が回避されている。【０５００】
脱色装置７０のように、脱色の過程で亜酸化窒素が消費されることを考慮し、溶液Ｓを交換可能に構成することは、高い脱色性能を発揮することにきわめて優れている。また、溶液Ｓ中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な脱色性能を担保することが可能である。上述の、図１０、１３ないし図１５に示した構成例においても、脱色の過程で溶液Ｓを交換可能に構成することができる。【０５０１】
たとえば、以下に、脱色の過程で溶液Ｓを交換可能に構成した脱色装置について説明する。【０５０２】
本例における脱色方法は、図１７に示した親水化装置８０を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図１７に示す親水化装置８０を洗浄装置８０と読み替えることとし、図１７を用いて被処理物Ｘを脱色する方法について説明する。また、この脱色装置８０は、図１０における脱色装置３０に対応するものである。【０５０３】
このような構成の脱色装置８０にあっては、被処理物Ｘを保持部材８２によって保持して容器３１内に配置した後、給液バルブ８７を開いて、タンク８６内の溶液Ｓを、被処理物Ｘの脱色を行うべき部分、ここでは図１７に示した状態における上面の全体が、十分に浸漬される程度に、容器８１内に充填する。ＫｒＩエキシマランプＬを発光させ、紫外線を被処理物Ｘに向けて照射する。
紫外光は、マスク８９を透過する際に、パターン８９ａによって、パターン８９ａの形状に応じて、一部を遮られ、一部が被処理物Ｘの上面上に位置する溶液Ｓに照射される。【０５０４】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物Ｘの有色体を強力に酸化して分解し、被処理物Ｘの脱色が行われる。すなわち、有色体が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、または溶液Ｓに溶出して、被処理物Ｘたるハンカチ、タオル、皿から除去される。これによって、例えばハンカチ、タオル、皿の漂白が行われ、新品同様の状態となる。このように、被処理物Ｘの、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは分離することが困難な有色体が、分解され、または被処理物Ｘから分離され、脱色が行われる。【０５０５】
原子状酸素の拡散移動距離はきわめて小さいので、紫外光が照射された領域での被処理物Ｘの脱色は行われるが、紫外光がマスク８９により遮断された領域まで原子状酸素は移動できず、このために、紫外光がマスク８９により遮断された領域においては原子状酸素による脱色が行われない。このようにして、所望のパターンの脱色領域が形成される。よって、例えば被処理物Ｘがハンカチ、タオルのごとく布地であるような場合に、脱色領域と非脱色領域とで色の差が生じることを利用し、かかる色の差を模様とした布地を製造することが可能である。【０５０６】
脱色の過程で亜酸化窒素が消費されるため、適宜給液バルブ８７、廃液バルブ８８を開閉して密閉空間内の溶液Ｓを交換し、容器８１内の溶液Ｓの亜酸化窒素の量及び濃度を脱色に適した範囲に保つ。容器８１内の溶液Ｓの亜酸化窒素の濃度を脱色に適した範囲に保つべく、適宜給液バルブ８７、廃液バルブ８８は、その流量が適切になるように開閉を調整される。【０５０７】
容器８１内の溶液Ｓの亜酸化窒素の濃度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段によって検出した亜酸化窒素濃度が脱色を行うのに適した所定の濃度を下回ったときに給液バルブ８７、廃液バルブ８８を駆動する制御手段とを溶液制御手段８３に設け、フィードバック制御を行って容器８１内の亜酸化窒素の量及び濃度を脱色に適した範囲に保つように構成することができる。この場合、容器８１内の溶液Ｓの亜酸化窒素の濃度を脱色に適した範囲に保つべく、適宜給液バルブ８７、廃液バルブ８８は、その流量が適切になるように制御手段によって開閉を調整する。【０５０８】
所望の脱色を行うと脱色を終了し、脱色された被処理物Ｘが得られる。脱色後、脱色される過程において被処理物Ｘから有色体のまま分離された有色体が被処理物Ｘに再付着している可能性がある場合等にはかかる有色体を被処理物Ｘから除去するなどのために必要に応じて被処理物Ｘを溶液Ｓや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを乾燥等したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、一旦分離した有色体の再除去にも有効である。容器８１の溶液Ｓは、適宜、廃液バルブ８８を開いて廃液貯蔵部に排出する。【０５０９】
かかる脱色により、被処理物Ｘの所望の脱色が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、脱色後に溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。また、溶液Ｓ中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な脱色性能を担保することが可能である。
このような溶液制御手段８３は、図１３ないし図１５に示して説明した脱色装置４０、５０、６０に同様に適用することができる。【０５１０】
図１３、図１４、図１５に示した脱色装置４０、５０、６０においても、ＫｒＩエキシマランプＬと被処理物Ｘとの間にマスク８９と同様にマスクを配設することで、パターニングされた脱色を行うことができる。脱色領域と非脱色領域とで色の差が生じることを利用し、かかる色の差を模様とした被処理物Ｘを製造することが可能である。
この場合、脱色装置４０、５０にあっては、被処理物Ｘを位置保持した状態で紫外線の照射を行う必要がある。【０５１１】
また脱色装置６０にあっては、巻き取り機構による被処理物Ｘの巻き取りを間欠的に行い、被処理物Ｘの停止時に紫外線の照射を行う。巻き取りの停止時に脱色を行い、脱色後にパターン長さ以上の長さで被処理物Ｘの巻き取りを行うという動作を繰り返せば、連続して同じパターンで脱色された被処理物Ｘを得ることができる。パターンの形成後、パターンとパターンとの間で被処理物Ｘを切断すれば、同一のパターンを形成した被処理物Ｘを多数得ることができる。【０５１２】
パターン化された脱色を行うためには、マスク８９を用いるのでなく、溶液Ｓを、印刷技術等を用いることにより、所望のパターンで被処理物Ｘに付着させ、溶液Ｓの塗布のパターニングを行い、紫外線を被処理物Ｘの、少なくとも溶液Ｓの付着部位に照射するようにしても良い。
なお図１６に示した脱色装置７０も、これを用いて被処理物の表面の一部を脱色する場合には、パターン化された脱色を行うということができる。【０５１３】
図１６に示した脱色装置７０は、机の上面、床、壁など、主に運搬が困難な被処理物を対象としたものであった。かかる脱色装置７０は、比較的大きな部分を脱色することに適している。これに対し、比較的小さな部分をスポット的に脱色することが要求される場合もある。【０５１４】
次に、かかる事情に鑑みた脱色装置について説明する。【０５１５】
本例における脱色方法は、図１８に示した親水化装置９０を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図１８に示す親水化装置９０を洗浄装置９０と読み替えることとし、図１８を用いて被処理物Ｘを脱色する方法について説明する。【０５１６】
図１８に示す脱色装置９０にあっては、使用者がグリップ９３を握って射出口９４を歯牙等の被処理物に向け、トリガーを操作し、適量の溶液Ｓを被処理物に射出して付着させるとともにＫｒＩエキシマランプＬを発光させて紫外線を照射する。被処理物における溶液Ｓの付着範囲は、使用者がノズル部９２の位置、溶液Ｓの出射方向、絞りを調整することで容易に適切な状態とされる。【０５１７】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物の有色体を強力に酸化して分解し、被処理物の脱色が行われる。すなわち、有色体が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、または溶液Ｓに溶出して、被処理物たる歯牙等から除去される。これによって、例えば歯牙の色が脱色されて漂白が行なわれ、美容にとって重要な、歯を白くしたいといった要望に応えることができる。このように、被処理物の、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは分離することが困難な有色体が、分解され、または被処理物から分離され、脱色が行われる。
脱色の過程で消費される亜酸化窒素の量等に応じ、溶液Ｓの射出量が調整される。【０５１８】
所望の脱色を行うと脱色を終了し、脱色された被処理物が得られる。脱色される過程において被処理物から有色体のまま分離された有色体が被処理物に再付着している可能性がある場合等にはかかる有色体を被処理物から除去するなどのために必要に応じて被処理物を溶液Ｓや水等で洗浄等する。この場合、かかる洗浄を、脱色装置９０を用いて溶液Ｓを射出して行えば、有色体の再付着の様子を見ながらその部位のみにスポット射出することで洗浄を行うことができ、極めて容易に洗浄が行われる。また、必要に応じて被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、一旦分離した有色体の再除去にも有効である。【０５１９】
かかる脱色により、比較的小さな部分をスポット的に脱色することが要求される場合において、そのような被処理物の表面の所望の脱色が行われる。例えば、上述のように、被処理物が歯牙である場合には歯牙漂白が良好に行われる。亜酸化窒素は安全であるため、脱色後の溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。【０５２０】
脱色装置９０では、必要な部分だけに溶液Ｓを付着させて脱色を行うため効率よく脱色が行われる。溶液Ｓの消費量が少なくてすむとともに、溶液Ｓが実質的に交換されながら脱色を行うので、溶液Ｓ中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な脱色性能を担保することが可能である。
また溶液Ｓの射出方向のみに紫外光が照射されるため、必要な部分だけに紫外光を照射させることができ、紫外光がその他の部分に照射されることによる影響が回避される。
なお脱色装置９０も、これを用いて被処理物の一部を脱色する場合には、パターン化された脱色を行うということができる。例えば被処理物を、脱色装置６０における被処理物Ｘのようにシート状のものとした場合、脱色装置７０における被処理物Ｘのように机の上面、床、壁等とした場合である。【０５２１】
ここで、紫外光の照射時における溶液Ｓの被処理物Ｘへの接触の態様について述べると、上述した脱色装置３０、４０、５０、６０、８０は、被処理物Ｘを溶液Ｓ中に浸漬させるというものであり、上述した脱色装置７０、９０は、被処理物の脱色すべき部位を溶液Ｓで濡らすというものである。後者の接触の態様に関しては、脱色装置９０では、溶液Ｓを射出することで被処理物Ｘの脱色すべき部位を溶液Ｓで濡らす構成となっているが、射出の態様としては、脱色装置９０のように溶液Ｓを連続的に被脱色物に付着させるものに限らず、溶液Ｓを霧状に射出して被脱色物に付着させるものも挙げられる。【０５２２】
次に、かかる脱色装置について説明する。【０５２３】
本例における脱色方法は、図１９に示した親水化装置１００を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図１９に示す親水化装置１００を洗浄装置１００と読み替えることとし、図１９を用いて被処理物Ｘを脱色する方法について説明する。【０５２４】
このような構成の脱色装置１００にあっては、被処理物Ｘをテーブル１０１上に載置して吸着手段を作動させて保持し、ノズル１０８を溶液Ｓの吹き付けに適した所定位置まで回転させ、テーブル１０１を回転させながら溶液Ｓをノズル１０８から噴霧して被処理物Ｘに均一に付着させた後、ＫｒＩエキシマランプＬを発光させて紫外線を照射する。被処理物Ｘにおける溶液Ｓの付着量は、ノズル１０８からの溶液Ｓの噴射量、噴射時間を調整することで調整される。【０５２５】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物の有色体を強力に酸化して分解し、被処理物Ｘの脱色が行われる。すなわち、有色体が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、または溶液Ｓに溶出して、被処理物Ｘたる皿から除去される。これによって、例えば色素によって皿に生じていた色が脱色され、新品同様の状態となる。このように、被処理物Ｘの、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは分離することが困難な有色体が、分解され、または被処理物Ｘから分離され、脱色が行われる。
脱色の過程で消費される亜酸化窒素の量等に応じ、溶液Ｓの付着量が調整される。【０５２６】
所望の脱色を行うと脱色を終了し、脱色された被処理物Ｘが得られる。脱色後、脱色される過程において被処理物Ｘから有色体のまま分離された有色体が被処理物Ｘに再付着している可能性がある場合等にはかかる有色体を被処理物Ｘから除去するなどのために必要に応じて被処理物Ｘを溶液Ｓや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、一旦分離した有色体の再除去にも有効である。溶液Ｓの除去は、テーブル１０１の回転によって行なっても良い。亜酸化窒素は安全であるため、脱色後に溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。【０５２７】
容器１０４に溜まった溶液Ｓは、適時、廃液バルブ１０６を開くことで、廃液管１０５を通じて廃液貯蔵部に排出される。
ノズル１０８は、紫外光の照射の妨げにならないように配慮する必要がある場合には、溶液Ｓの噴霧に必要なときだけ所定位置を占める状態とすることができる。【０５２８】
溶液Ｓを被処理物Ｘに付着させる態様としては、ほかに、いわゆるスピンコートによるものが挙げられる。この場合には、例えば、脱色装置１００において、溶液噴霧手段１０３に代えて、溶液Ｓをテーブル１０１上に保持された被処理物Ｘに落下させる溶液流下手段を設ける。被処理物Ｘを保持させた状態でテーブル１０１を回転させながら、溶液流下手段によって溶液Ｓを落下させることで、溶液Ｓを被処理物Ｘに均一に付着させた後、ＫｒＩエキシマランプＬを発光させて紫外線を照射する。被処理物Ｘにおける溶液Ｓの付着量は、溶液流下手段からの溶液Ｓの流量、流下時間を調整することで調整できる。【０５２９】
これらの脱色装置１００においても、図１７に示した脱色装置８０に関して説明したマスク８９、溶液Ｓの塗布のパターニング等を行うことで、パターン化した脱色を行うことができる。この場合、溶液Ｓの噴霧、スピンコート時以外の、紫外線照射時には、テーブル１０１は回転させず、被処理物Ｘを定位置に保持するようにする。【０５３０】
噴霧、スピンコートによって溶液Ｓの塗布を行うこととすれば、溶液Ｓの消費量が少なくてすむとともに、溶液Ｓが実質的に交換されながら脱色を行うので、溶液Ｓ中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な脱色性能を担保することが可能である。ただし、噴霧を行う場合、液滴が小さすぎると、溶液Ｓが被処理物Ｘに到達する前に亜酸化窒素が雰囲気中に散逸するが、溶液Ｓを被処理物Ｘに対して実質的に交換しながら脱色を行うので、散逸によって溶液Ｓ中の亜酸化窒素の濃度が多少低くなっても、十分な脱色性能を担保することが可能である。しかし、かかる散逸量が大きくなり過ぎないように液滴の大きさが適宜調整される。
【実施例５】
【０５３１】
以下に、本発明の第５実施例であるもとの物質と異なる機能の物質の製造について図面を参照しながら説明する。【０５３２】
図２０に、本発明を適用したもとの物質と異なる機能の物質の製造を行う物質の製造装置を示す。【０５３３】
製造装置１１０は、亜酸化窒素の溶液１１１を貯えるトレー状の反応器１１４と、反応器１１４の上方に配設され反応器１１４の内部に向けて紫外線を照射する光源としての、クリプトン−ヨウ素を用いた誘電体バリア放電ランプすなわちＫｒＩエキシマランプＬとを有している。【０５３４】
溶液１１１は、ε−カプロラクトンを製造すべく、シクロヘキサノンに亜酸化窒素を溶かし込ませたもの、もしくは、メタノール、エタノール、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン等の溶媒にシクロヘキサノンを溶解させた後、更に亜酸化窒素を溶かし込ませたものである。溶液１１１中には、約１０００ｐｐｍの濃度で亜酸化窒素が溶存している。【０５３５】
このような構成の製造装置１１０にあっては、ＫｒＩエキシマランプＬを発光させ、紫外光を溶液１１１全体に照射する。【０５３６】
紫外線照射領域の溶液１１１中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が溶液１１１中に溶存しているシクロヘキサノンを強力に酸化して、ε−カプロラクトンの合成が行われる。所望する量のε−カプロラクトンが得られると製造を終了する。【０５３７】
かかる製造により、反応の場を比較的小さくすることで迅速かつ無駄の少ないε−カプロラクトンの製造を実現させるとともに、腐食対策や補修が困難であった系において、腐食対策や補修を行う必要が生じないだけでなく、高度なε−カプロラクトンの合成が行われることとなる。亜酸化窒素は安全であるため、製造後に溶液１１１に溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。【０５３８】
上述のように、所定の物質と亜酸化窒素とを含む溶液１１１に紫外光を照射することで、機能性の物質を得ることができるが、さらに小さな反応系で所定の物質を酸化して、機能性の物質を得る方法を次に示す。【０５３９】
近年、ガラスやプラスチックの基板上に、マイクロ加工技術を用いて１μｍ〜数μｍのマイクロ空間を形成し、化学反応や機能性物質を生産するようにした装置（マイクロリアクター）が注目されている。【０５４０】
このマイクロリアクターによれば、必要な物質を必要な量だけ必要に応じて生産できる為、環境への負担が少ない生産システムとして期待されている。【０５４１】
図２１は、マイクロリアクター１２６の一例を示した模式図である。このマイクロリアクター１２６は、長さ７cm×幅３cm×厚さ５mmのプラスチック製の基板１２７上に、マイクロ加工技術を用いて流路を形成し、２つの物質の混液を可能としたものである。【０５４２】
このマイクロリアクター１２６では、第１の液が貯留される第１貯液部１２１と、第２の液が貯留される第２貯液部１２２とを備えており、それぞれの貯液部１２１、１２２に供給管１２８から供給された液は、合流部１２３で合流し、反応部１２４を流れながら混合されて互いの物質が反応して、反応物貯留部１２５へ至ることとなる。この反応物貯留部１２５貯留された反応物は、送出管１２９を経て外部に取り出されるようにしている。【０５４３】
このように形成したマイクロリアクターでの物質の反応は、反応速度が非常に速い為、装置の小型化が可能となることが期待されている。【０５４４】
しかしながら、マイクロリアクターで酸化反応を行うべく、貯液部に酸液を供給すると、酸液の流路すべてが酸液にさらされて、劣化しやすくなる。【０５４５】
また、酸液は流路の壁面を溶解することもあり、反応生成物に壁面の溶解物が混在することとなるので、反応生成物の精製度を低下させる原因となるおそれがあった。【０５４６】
そこで、このマイクロリアクターで機能性物質を製造する際の酸化剤として、亜酸化窒素溶液を用いることにより、酸化反応が必要な際にのみ原子状酸素を生じさせ、そのほかの流路では酸化反応を生じさせないようにして、マイクロリアクター１２６の酸化による劣化を抑制することができる。【０５４７】
すなわち、図２２に示す製造装置１３０では、マイクロリアクター１２６と、ＫｒＩエキシマランプＬとの間に、スリット１３２を備えた遮光体１３１を介在させて、ＫｒＩエキシマランプＬから照射された紫外光が、スリット１３２の部分だけを通り抜けて、マイクロリアクター１２６の所定の部位のみに当たるようにしている。【０５４８】
なお、製造装置１３０では、所定の物質をシクロヘキサノンとし、亜酸化窒素溶液をメタノール、エタノール、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン等の溶媒に亜酸化窒素を溶解したものとし、機能性を有する物質をε−カプロラクトンとして解することもできる。【０５４９】
したがって、たとえば、第１貯液部１２１に亜酸化窒素溶液を供給し、第２貯液部１２２に溶液状とした所定の物質を供給することで、各溶液は、合流部１２３で合流して、反応部１２４を流れる間に混合されることとなる。【０５５０】
そして、反応部１２４の所定の位置には、遮光体１３１に設けたスリット１３２を透過した紫外光１１３が照射されるようにしており、マイクロリアクター１２６上の紫外光１１３が照射された位置で、所定の物質が亜酸化窒素溶液によって酸化されて、機能性の物質を生成することができる。【０５５１】
なお、図２２では、第１貯液部１２１と第２貯液部１２２とに接続した供給管１２８と、反応物貯留部１２５に接続した送出管１２９は省略している。【０５５２】
この製造装置１３０によれば、物質の酸化反応を迅速に行うことができるとともに、不純物の混入が少なく、しかも、機能性の物質を必要な量だけ必要に応じて生産できるため、環境への負担が少ない生産システムとして利用することができる。【０５５３】
次に、不純物の除去に着目した製造装置について、図２３の模式図を用いて説明する。【０５５４】
物質の製造においては、高度な精製度を要求される場合がある。そこで、所定の物質と夾雑物との混合液から、所定の物質を分離して、この所定の物質のみに紫外光を照射することで、精製度を高めた機能性の物質を得ることが可能な製造装置とすることができる。【０５５５】
ここで、図２３では、一般的に分析機器として用いられている高速液体クロマトグラフを利用して製造装置１４０を構成している。【０５５６】
すなわち、製造装置１４０は、亜酸化窒素溶液１４１を収納した溶媒ボトル１４５と、亜酸化窒素溶液１４１を送出するポンプ１４６と、分離手段であるカラム６５と、分離した物質を検出する検出器６７と、紫外光１１３を照射するＫｒＩエキシマランプＬと、流路を切り替える三方バルブ６９と、廃液を貯留する廃液ボトル１４３と、製造した機能性の物質を貯留する製造物貯留ボトル１４４とを、それぞれ配管１４２で接続して構成している。【０５５７】
また、亜酸化窒素溶液１４１は、所定の物質の分離に適した組成の溶媒に亜酸化窒素ガスを溶解したものとしている。【０５５８】
さらに、ポンプ１４６は、導入口６４を備えており、この導入口６４から所定の物質と夾雑物との混合液を、亜酸化窒素溶液中に導入可能としている。【０５５９】
併せて、検出器６７と三方バルブ６９とを接続する配管１４２の間には、石英ガラスで形成したセル６８を配設しており、このセル６８中を流れる亜酸化窒素溶液１４１に、紫外光１１３を照射可能としている。【０５６０】
このように構成した製造装置１４０では、まず、溶媒ボトル１４５に収納した亜酸化窒素溶液１４１がポンプ１４６に供給されることとなる。【０５６１】
ポンプ１４６では、所定の物質と夾雑物とが導入口６４から導入されて、ポンプ１４６内を流れる亜酸化窒素溶液１４１に混入され、ポンプ１４６から押し出されることとなる。【０５６２】
ポンプ１４６から押し出された所定物質と夾雑物とを含む亜酸化窒素溶液１４１は、カラム６５に至る。【０５６３】
カラム６５では、所定物質と夾雑物とがこのカラム６５を流れる間に分離されて、それぞれのタイミングで排出されることとなる。【０５６４】
カラム６５からそれぞれのタイミングで排出された所定物質と夾雑物は、検出器６７に至る。【０５６５】
検出器６７は、所定物質が検出器６７に至ったことを検知可能に設定しており、検出器６７内に流れる亜酸化窒素溶液１４１に所定物質が含まれているか、夾雑物が含まれているかを判別することができる。【０５６６】
検出器６７から流れ出た亜酸化窒素溶液１４１は、ＫｒＩエキシマランプＬの直下に配設されたセル６８内を流れることとなる。【０５６７】
そして、セル６８を通過した亜酸化窒素溶液１４１は三方バルブ６９に至り、廃液ボトル１４３または製造物貯留ボトル１４４に至るよう振り分けられる。【０５６８】
ここで、検出器６７により所定物質が流れていることが判別された場合は、ＫｒＩエキシマランプＬを点灯するとともに、三方バルブ６９を調節して、セル６８を通過した液が製造物貯留ボトル１４４に至るようにすることで、セル６８で所定の物質が酸化されて機能性の物質が生成され、製造物貯留ボトルには、高度に精製された機能性の物質を貯留することができる。【０５６９】
一方、検出器６７により夾雑物が流れていることが判別された場合は、三方バルブ６９を調節して、セル６８を通過した液が廃液ボトル１４３に至るようにすることで、機能性を有する物質と夾雑物とが混在しないようにすることができる。【０５７０】
なお、ＫｒＩエキシマランプＬの点灯や三方バルブ６９の調整は、手動で行ってもよく、また、検出器６７から発信される信号に応じて、電気的に制御するようにしても良い。【０５７１】
このように、製造装置１４０を構成することにより、夾雑物を含む所定の物質から、高度に精製された機能性の物質を得ることができる。【０５７２】
次に、別のクロマトグラフィーにより、高度に精製した機能性の物質を得る例を図２４に示す。【０５７３】
図２４は、いわゆる薄層クロマトグラフィーによる分離技術を応用した物質の製造装置１５０を示している。【０５７４】
この薄層クロマトグラフィーは、一般に、ガラス、プラスチック、アルミニウム等の板に、シリカゲルやアルミナ、セルロースなどの吸着剤を薄膜状に固定した薄層板を用いるクロマトグラフィーである。【０５７５】
このようにして作成した薄層板の一端を溶媒に浸すと、吸着剤の間隙を毛細管現象により、溶媒が他端へ向かって移動することとなる。【０５７６】
ここで、薄層板上に試料が存在すると、溶媒の移動にともなって試料も移動する。そして、試料に含まれる各成分の薄層板上の吸着剤への吸着の強さや、溶媒への溶解性の違いにより、試料を構成する各成分が各々の特性に従って、薄層板上を移動する。従って、各成分は所定時間中に移動する距離が異なることとなるので、各成分に分離することができる。薄層クロマトグラフィーは、所定時間中における各成分の移動距離の違いを利用することにより、物質の分離や同定を行うことができる技術である。【０５７７】
ここで、本発明に係る製造装置１５０では、紫外光１１３を照射するＫｒＩエキシマランプＬと、ガラス製の展開槽１５６とを備えており、紫外光１１３が展開槽１５６の内部に入射可能としている。【０５７８】
また、展開槽１５６には、亜酸化窒素溶液１５２と薄層板１５３とを収納しており、薄層板１５３は展開槽１５６の壁面に立てかけるようにしながら、その下部が亜酸化窒素溶液１５２に浸漬されるようにしている。【０５７９】
この薄層板１５３は、薄層クロマトグラフィーに用いることができるものであれば、特に限定されるものではないが、本実施例ではガラス板に一定の厚さでシリカゲルの粉末を固着させたものを用いている。【０５８０】
亜酸化窒素溶液１５２は、所定の物質と夾雑物とを分離可能に配合したものである。【０５８１】
このような構成とした製造装置１５０では、亜酸化窒素溶液１５２に浸漬する前の薄層板１５３に、所定の物質と夾雑物との混合液を滴下して原液スポット１５４を作成する。図２４では４カ所に原液スポット１５４を作成しているが、機能性の物質をより多く得たい場合は、原液スポット１５４の数を増やすようにしても良い。【０５８２】
また、原液スポット１５４を作成する位置は、展開槽１５６に収納した亜酸化窒素溶液１５２に浸らない高さであって、できるだけ下方であることが好ましい。【０５８３】
併せて、図２４に示す如く、複数箇所に原液スポット１５４を作成する場合には、できるだけ水平方向に並ぶように作成すると、機能性の物質を回収する際に作業を容易にすることができる。【０５８４】
原液スポット１５４を作成した薄層板１５３を亜酸化窒素溶液１５２に下部が浸るように展開槽１５６内に収納し、所定時間放置する。【０５８５】
放置する時間は、所定の物質が夾雑物と確実に分離される時間であって、できるだけ短い時間であることが好ましい。できるだけ短い時間とすることで、機能性の物質の精製度を高くすることができる。【０５８６】
展開槽１５６内に配設した薄層板１５３は、亜酸化窒素溶液１５２を吸い上げながら、下から上に向けて薄層板１５３の表面を亜酸化窒素溶液１５２で濡らしていくとともに、この水流によって原液スポット１５４に含まれる所定の物質と夾雑物とが上方へ流される。【０５８７】
ここで、亜酸化窒素溶液１５２は、所定の物質と夾雑物とを分離可能な組成としているので、薄層板１５３上には、所定の物質スポット１５５と夾雑物スポット１５７とがそれぞれ形成されることとなる。【０５８８】
そして、物質スポット１５５と、夾雑物スポット１５７とがそれぞれ確実に分離された後に、ＫｒＩエキシマランプＬを点灯して、薄層板１５３に紫外光１１３を照射することにより、所定の物質スポットに含まれる亜酸化窒素溶液１５２と、所定の物質とが反応して、機能性の物質が生成されることとなる。【０５８９】
所定の物質が機能性物質に変化した後に、紫外光１１３の照射を停止し、薄層板１５３を展開槽１５６内から取り出す。【０５９０】
機能性の物質の回収は、紫外光１１３が照射された所定の物質スポット１５５の部分のシリカゲル粉末をガラス板からかき取ることによりおこなうことができる。【０５９１】
このような製造装置１５０とすることにより、夾雑物から所定の物質を分離するとともに、所定の物質を酸化して、高い精製度の機能性の物質を得ることができる。
【実施例６】
【０５９２】
上記述べてきた実施例１から５において、被処理物に対する亜酸化窒素溶液の付着性向上の観点から、同溶液に粘稠性を向上させる増粘剤を添加しても良い。増粘剤としては、原子状酸素が生成される機能が損なわれず、生成された原子状酸素を消費しないものが好適である。溶液の粘稠性が向上することで、例えば、物質を親水化する場合において、溶液をはじき易い物質を親水化する場合、親水化装置７０、９０を用いて壁や人工の歯牙などを親水化する場合、これらが鉛直面をなしており溶液が流れ落ち易い場合などにも、被処理物上に溶液が留まり、親水化が良好に行われる。よって接液対象を拡大できるとともに接液時間を拡大でき、多様な条件下において親水化することができる。【０５９３】
また、物質を脱色する場合において、粘稠性が高いことにより、溶液を付着させても色の滲みが生じにくいため物質上における着色範囲が広がりにくく、良好な脱色が行われる。例えば、溶媒が水であり有色体が染料である場合、溶媒が有機物であり有色体が顔料である場合などには、有色体が溶液に溶け出し易く、色のにじみが生じ易いが、溶液の粘稠性が高ければ、溶液の移動が生じ難いので色の滲みも生じ難く、脱色時に有色体が被処理物の他の部位に付着してしまうことがなく、脱色が良好に行われる。パターニングを行う場合にも、脱色時に有色体が被処理物の他の部位に付着してしまうことがないため、良好なパターニングが行われる。【０５９４】
以下に、本発明の第６実施例である、増粘剤を添加した亜酸化窒素溶液を用いての物体の酸化方法について図面を参照しながら説明する。【０５９５】
本例における物質の酸化方法は、図１０に示した親水化装置３０を物質の酸化装置として使用することによって実施することができるため、図１０に示す親水化装置３０を酸化装置３０と読み替えることとし、図１０を用いて被処理物Ｘを酸化する方法について説明する。【０５９６】
溶液Ｓは、亜酸化窒素および増粘剤を含有する亜酸化窒素含有粘稠性水溶液（以下、単に溶液と称することがある）である。この溶液Ｓ中には、約１０００ｐｐｍの濃度で亜酸化窒素が溶存している。また、増粘剤はメチルセルロースであり、その濃度は０．１重量パーセントであった。このように、増粘剤が添加されており、粘稠性が高められた溶液であっても、粘度が比較的低い亜酸化窒素含有溶液については、亜酸化窒素含有溶液と同様に用いることも可能である。【０５９７】
符号「Ｘ」は、被処理物を示す。本例における被処理物Ｘは、平板形状のような比較的単純な形状をなす、例えば板、ハンカチ、タオル、料理盛り付け用等の皿である。被処理物Ｘは、その被酸化部分に有機物などの酸化対象物質が存在しているものである。存在の形態としては、付着、染み込み、あるいは被処理物Ｘの成分として含まれている場合など、酸化対象物質が存在していれば、その態様はどのようなものでもよい（以下説明する各構成例においても同様）が、溶液Ｓに接し紫外光が照射され、酸化される部分に存在するものである必要がある。例えば、被処理物Ｘとしては、酸化対象物質が付着したハンカチやタオル、しみがついた皿など、いわゆる汚れがついた物体を挙げることができる。【０５９８】
このような形態の物体の酸化装置は、被酸化物の全表面を酸化処理する場合に適している。また、増粘剤を含有させることで溶液Ｓに滞留性を与えると、溶液が流動して過剰な酸化が行われるようなことが防止される。したがって、被酸化物の全表面に比較的軽い酸化処理、別言すれば、薄い酸化処理を施す場合に適している。【０５９９】
図１０に示す酸化装置３０にあっては、被処理物Ｘを突起３１ａ上に載置して容器３１内に配置した後、溶液Ｓを、被処理物Ｘの被酸化部分、ここでは図１０に示した状態における上面の全体が、十分に浸漬される程度に、容器３１内に充填する。ＫｒＩエキシマランプＬを発光させ、紫外線を被処理物Ｘの上面上に位置する溶液Ｓ全体に照射する。【０６００】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物Ｘに付着した有機物などの被酸化物質を強力に酸化して分解し、被処理物Ｘの酸化が行われる。すなわち、有機物などの被酸化物質が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、または溶液Ｓに溶出して、被処理物Ｘである板、ハンカチ、タオル、皿といった物体から除去される。これによって、板、ハンカチ、タオル、皿といった物体に、漂白あるいは脱色といった酸化処理が施される。このように、被処理物Ｘの、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは分離することが困難な有機物が、分解され、または被処理物Ｘから分離され、漂白あるいは脱色といった酸化処理が施される。所望の状態になるまで処理を行うと、その処理を終了して被処理物Ｘを得る。なお、ここでいう有機物とは、有機物含有物質というべきものであり、汚れなどの他、除去したいインキ、コーティング膜、接着剤、のりなど、有機物を含む除去対象物全般を含むものである。【０６０１】
酸化処理後、必要に応じて被処理物Ｘに洗浄処理をほどこしてもよい。洗浄液としては、たとえば溶液Ｓや水等を用いることができる。洗浄すれば、酸化処理によって被処理物Ｘから分離したものが被処理物Ｘに再付着していたとしても、それを確実に除去できるという利点がある。また、必要に応じて被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、一旦分離した被酸化物質の再除去にも有効である。なお、亜酸化窒素は安全であるため、酸化処理後に溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。【０６０２】
ところで、亜酸化窒素水溶液のＵＶ吸収スペクトルは、１９０ｎｍ付近においてピークを示すことを先に説明した。本発明に係る実施形態の酸化方法および酸化装置では、亜酸化窒素含有溶液に増粘剤を含有させる。したがって、溶液中に溶解させて使用する増粘剤としては、１９０ｎｍ付近の波長の紫外光を吸収する性質が少ないこと、すなわち吸光度ができるだけ低いものが好ましい。そこで、各種増粘剤の所定波長の光線についての吸光度を測定した。【０６０３】
吸光度の測定では、まず、各増粘剤の０．１重量％水溶液を調製した。そして調製した水溶液について、合成石英のセル（光路長１０ｍｍ）を用いると共に吸光光度計（ＵＶ−１７００、島津製作所製）を用いて吸光度を測定した。亜酸化窒素水溶液のＵＶ吸収スペクトルのピークが１９０ｎｍ付近であるので、１９０ｎｍ，２００ｎｍおよび２１０ｎｍの３波長について吸光度を測定した。測定した結果を次の表２に示す。【０６０４】
【表２】
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【０６０５】
この結果、表２に示されるように、紫外線を吸光せず光解離を阻害しないという観点では、有機系の増粘剤としては、メチルセルロースが好ましく、無機系の増粘剤としては、ラポナイトや親水性のヒュームドシリカゲルが好ましかった。なお、ここでの吸光度測定では、増粘剤の含有量の条件を一定にして測定したものである。含有量が同じでも、増粘剤の種類によって、増粘剤を含有させた水溶液の粘度は異なる。したがって、光解離が効率的に行われるようにするという観点で増粘剤を選択する場合は、表２に示されるような単位含有量あたりの各増粘剤の吸光度と、用いる亜酸化窒素含有溶液において必要な粘度とを勘案しながら、増粘剤を選択すればよい。【０６０６】
ＫｒＩエキシマランプＬが発する紫外光は直進性が高いが、図１０に示したように被処理物Ｘが板状であってその上面のみに酸化処理を施したい場合など、酸化処理したい部位が比較的単純な形状の場合には、紫外光を照射しやすく、所望の酸化処理を行うことができる。【０６０７】
しかしながら、被処理物Ｘの形状が複雑な場合など、参加処理を施したい部位が比較的複雑な場合には、被処理物Ｘが紫外光を透過する物質であるなどの特別な場合を除き、かかる紫外光の直進性が高いゆえに所望の部位に光を照射することが難しい場合があり、酸化処理を十分に行うことができないことがある。図１０に示した例のように、被処理物Ｘが板状であるなど単純な形状である場合でも、その全体に酸化処理を施すことは必ずしも容易でない。【０６０８】
図１０に示した例でも、被処理物ＸがＫｒＩエキシマランプＬによる紫外光を透過する物質である場合や、容器３１の底部を鏡面加工し、この鏡面による反射によって被処理物Ｘ全体に紫外光を十分に導く構成とした場合などには、被処理物Ｘの全体に酸化処理を施すことが可能である。【０６０９】
しかし、一般に、立体的な形状を有する被処理物Ｘの表面全体を、被処理物Ｘの態位を変えずに図１０に示した構成で、全体に酸化処理を施すことは困難である。このことは例えば、被処理物Ｘが、表面に凹凸がある物質である場合において顕著である。【０６１０】
次に、かかる事情に鑑みた酸化装置について説明する。【０６１１】
本例における物質の酸化方法は、図１３に示した親水化装置４０を物質の酸化装置として使用することによって実施することができるため、図１３に示す親水化装置４０を酸化装置４０と読み替えることとし、図１３を用いて被処理物Ｘを酸化する方法について説明する。【０６１２】
この酸化装置は、種々の形態の被処理物Ｘの酸化装置として適用できる。この実施例では、被処理物Ｘは、平面部、凸状部、稜線部、隅部を構成する谷線部を備える金属製や樹脂製の部品であった。ただし、被処理物Ｘは、これに限られるものではない。【０６１３】
図１３に示す酸化装置４０にあっては、被処理物Ｘを開口４２から本体４３内部に入れた後に、溶液Ｓを開口４２から注いで本体４３内を満たし、これによって被処理物Ｘの全体を浸漬する。溶液Ｓを開口４２から注いで本体４３内を満たした後に、被処理物Ｘを開口４２から本体４３内部に入れてもよい。被処理物Ｘの全体を浸漬した状態で、開口４２を蓋４４で塞ぐ。【０６１４】
ＫｒＩエキシマランプＬを発光させると、側部及び底部に複数配設されたＫｒＩエキシマランプＬが側方及び下方から紫外光を照射することとともに、紫外光が本体４３及び蓋４４の内面に設けられた鏡面によって反射されることにより、紫外線が被処理物Ｘの表面上に位置する溶液Ｓ全体に照射される。これにより、表面に凹凸のある比較的複雑な形状の被処理物Ｘについて酸化処理が施される。【０６１５】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物Ｘの被酸化物質を強力に酸化して分解し、被処理物Ｘに酸化処理が施される。すなわち、被処理物Ｘの表面の参加対象物質が酸化されて、水、二酸化炭素等に分解され、または溶液Ｓに溶出して、被処理物Ｘから除去される。これによって、被処理物Ｘの表面に酸化処理が施される。より具体的にいえば、被処理物Ｘの表面に、粗面化処理、摩擦力向上処理、耐食処理、防食処理、親水化処理、微細凹形成処理、反射率低減処理、乱反射性向上処理、密着防止処理、難吸着性向上処理、保水性向上処理、滅菌処理などの菌類除去処理、艶消し処理、退色処理などの処理が施される。また、表面の色を変化させることができる。たとえば、変色処理、脱色処理、漂白処理などを施すことができる。また、表面の文字などの情報が酸化処理の対象とすることができる。たとえば、文字などの情報を消去する消去処理や、被酸化部分の形状を文字などの情報を認識させることができる形状にすることで、情報を現す記述処理、特に情報が図柄などである場合の描出処理を施すことができる。また、表面のコーティングされた材料などを処理対象とすることができる。たとえば、コーティングされた材料の除去処理や剥離処理などを施すことができる。なお、酸化処理のこれらのバリエーションについては、この後に続けて説明する酸化装置においても同様のことがいえるが、この後の説明では省略する。【０６１６】
酸化装置４０によれば、容器４１内部に収納できるとともに容器４１内部の溶液Ｓに浸漬でき、この状態で紫外光を照射できる被処理物Ｘについては酸化処理を行うことができる。しかし、被処理物Ｘが、比較的大きな物である場合や、布地のように紫外線を照射して脱色などの酸化処理をするには展開して表面積を大きくする必要がある物である場合、これに酸化処理を施すには、容器４１を極めて大きくする必要があり、酸化装置４０の大型化を招く。【０６１７】
次に、かかる事情に鑑みた物質の酸化装置について説明する。【０６１８】
本例における物質の酸化方法は、図１５に示した親水化装置６０を物質の酸化装置として使用することによって実施することができるため、図１５に示す親水化装置６０を酸化装置６０と読み替えることとし、図１５を用いて被処理物Ｘを酸化する方法について説明する。【０６１９】
被処理物Ｘは、プラスチックフィルム等のプラスチックシート、布地など、シート状であり巻き取り機構によって巻き取ることができるものであればどのようなものでも良く、病院等で使用されるシーツ、枕やベッドのカバー等が挙げられる。【０６２０】
このような構成の酸化装置６０にあっては、被処理物Ｘをローラ６２に巻き掛けるとともに巻き取り機構によって巻き取ることができる状態とした後、溶液Ｓを、ＫｒＩエキシマランプＬの間に位置する被処理物Ｘを浸漬する程度に、容器６１内に充填する。そして、巻き取り機構によって被処理物Ｘに送りをかける。そして、溶液Ｓに浸漬された後、巻き取られた被処理物Ｘに供給された溶液Ｓの一部を必要に応じてブレード６３によってかきとり、溶液Ｓの供給量の均等化を図る。その後、ＫｒＩエキシマランプＬの間に送られた被処理物Ｘは、当該ランプからの紫外線の照射を受けることで酸化処理される。【０６２１】
すると、紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物Ｘの被酸化物質を強力に酸化して分解し、被処理物Ｘの酸化処理が行われる。すなわち、被酸化物質が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、または溶液Ｓに溶出して、被処理物Ｘから除去される。このように、被処理物Ｘの、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは分離することが困難な被酸化物質が、分解され、または被処理物Ｘから分離され、酸化が行われる。【０６２２】
巻き取り機構による被処理物Ｘの巻き取り速度は、被処理物ＸがＫｒＩエキシマランプＬの間を移動する間に被酸化物質の分解が行われ所望の酸化処理が行われるように調整される。巻き取り機構による被処理物Ｘの巻き取りが終了することで酸化処理が終了し、酸化処理された被処理物Ｘが得られる。たとえば、被処理物Ｘが病院等で使用されるシーツ等である場合には、血液等の体液や汗等のシミ、汚れが酸化処理により脱色あるいは除去され、清潔な状態となる。【０６２３】
被処理物Ｘを移動させる移動手段は、上述した巻き取り機構でなく、被処理物Ｘを載置、あるいは固定などした態様で移動させるベルト等の運搬部材を備えた構成であってもよい。このような構成にすれば、被処理物Ｘはシート状のものに限らず、比較的大きな物を被処理物Ｘとしてこれを酸化処理することができる。この構成によれば、複数の被処理物Ｘを運搬部材によって運搬しながら連続して酸化処理することができる。被処理物Ｘの全体をかかる運搬部材で運搬しつつ酸化処理するために、運搬部材の配置位置、形状、紫外線を透過する材質を用いること、ＫｒＩエキシマランプＬの配置位置、数などを適宜選択できる。【０６２４】
また、この実施形態の酸化装置のように、溶液Ｓとして、亜酸化窒素含有粘稠性溶液を用いるものでは、被処理物Ｘに供給した溶液Ｓの供給量を少量化しつつ均等化することが容易であるので、被処理物Ｘの表層のみに酸化処理を施す方法および装置として適しているということができる。また、少量化や均等化によって除去した亜酸化窒素含有粘稠性溶液を回収する受け皿のような回収手段を設けることで、亜酸化窒素含有粘稠性溶液を再利用するようにしてもよい。これにより、亜酸化窒素含有粘稠性溶液の効率的な利用が可能である。【０６２５】
このような酸化装置６０では、被処理物Ｘが、比較的大きな物である場合や、布地のように紫外線を照射して酸化するには展開して表面積を大きくする必要がある物である場合も、容器６１の大きさが、被処理物Ｘによってさほど左右されず、大型化が抑制される。また、運搬が容易であり容器６１内部の溶液Ｓに浸漬でき、この状態で紫外光を照射できる被処理物Ｘについて酸化を行うことができる。【０６２６】
次に、被処理物Ｘが、机、床、壁など容易に運搬できないものである場合に好適な酸化装置について説明する。【０６２７】
本例における物質の酸化方法は、図１６に示した親水化装置７０を物質の酸化装置として使用することによって実施することができるため、図１６に示す親水化装置７０を酸化装置７０と読み替えることとし、図１６を用いて被処理物Ｘを酸化する方法について説明する。【０６２８】
図１６に示す酸化装置７０にあっては、被処理物の酸化を行うべき部位に、ゴム７６の弾性を利用して容器７１を密着させ、被処理物と容器本体７４とガラス７５とで密閉空間を形成した後、吸引ポンプを作動させてかかる密閉空間を溶液Ｓで満たす。この状態でＫｒＩエキシマランプＬを発光させ、紫外線を被処理物の酸化を行うべき部位上に位置する溶液Ｓに照射する。【０６２９】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物の被酸化物質を強力に酸化して分解し、被処理物に対して酸化処理が施される。すなわち、被酸化物質が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、または溶液Ｓに溶出して除去される。これによって、例えば、シミ、汚れ、カビ、落書き等によって壁に生じていた色が脱色される。なお、酸化の過程で亜酸化窒素が消費されるため、適宜吸引ポンプを駆動して密閉空間内の溶液Ｓを交換してもよい。【０６３０】
密閉空間内の溶液Ｓの亜酸化窒素の濃度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段によって検出した亜酸化窒素濃度が酸化を行うのに適した所定の濃度を下回ったときに吸引ポンプを駆動する制御手段とを溶液制御手段に設け、フィードバック制御を行って密閉空間内の溶液Ｓの亜酸化窒素の濃度を酸化に適した範囲に保つように構成することができる。【０６３１】
所望の酸化が行われると酸化を終了し、酸化された被処理物が得られる。酸化後、給液管７２を溶液貯蔵部または容器７１から取り外すこと等により、溶液貯蔵部から容器７１への溶液Ｓの供給が行われない状態としてから、吸引ポンプを駆動して、容器７１内の溶液Ｓを廃液貯蔵部に排出し、容器７１を被処理物から離脱させる。【０６３２】
かかる酸化により、机の上面、床、壁など、主に運搬が困難な被処理物の所望の酸化が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、廃液貯蔵部に排出された溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。【０６３３】
容器７１と被処理物との密着状態が保たれ、溶液Ｓの漏れが問題とならない場合には、酸化装置７０の、特に容器７１を、移動させつつ酸化を行っても良い。容器７１を移動させる前に溶液Ｓを排出するための時間が不要となり、連続して酸化を行うことができるため、効率よく酸化を行うことができる。【０６３４】
容器７１と被処理物とが密着状態となることは、上記の密閉空間から紫外光が漏れることを防止することにもなり、紫外光が外界に与える影響を回避することができる。なお、図１３に示した例でも、容器４１内が密閉されているため、紫外光が外界に漏れることによる影響が回避されている。【０６３５】
また、この実施形態の酸化装置のように、用いられている溶液Ｓが亜酸化窒素含有粘稠性溶液であると、溶液Ｓの漏れがより確実に防止される。【０６３６】
酸化装置７０のように、酸化処理の過程で亜酸化窒素が消費されることを考慮し、溶液Ｓを交換可能に構成することは、高い酸化性能を発揮することにきわめて優れている。また、溶液Ｓ中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な酸化性能を担保することが可能である。上述の、図１０、１３、１４に示した構成例においても、酸化処理の過程で溶液Ｓを交換可能に構成することができる。【０６３７】
また、図１６に示した酸化装置７０も、これを用いて被処理物の表面の一部に酸化処理を施す場合には、パターン化された処理を行うということができる。【０６３８】
図１６に示した酸化装置７０は、机の上面、床、壁など、主に運搬が困難な被処理物を対象としたものであった。かかる酸化装置７０は、比較的大きな部分に酸化処理を施すことに適している。これに対し、比較的小さな部分をスポット的に酸化することが要求される場合もある。【０６３９】
次に、かかる事情に鑑みた酸化装置について説明する。【０６４０】
本例における物質の酸化方法は、図１８に示した親水化装置９０を物質の酸化装置として使用することによって実施することができるため、図１８に示す親水化装置９０を酸化装置９０と読み替えることとし、図１８を用いて被処理物Ｘを酸化する方法について説明する。【０６４１】
図１８に示す酸化装置９０にあっては、使用者がグリップ９３を握って射出口９４を歯牙等の被処理物に向け、トリガーを操作し、適量の溶液Ｓを被処理物に噴出して付着させるとともにＫｒＩエキシマランプＬを発光させて紫外線を照射する。被処理物における溶液Ｓの付着範囲は、使用者がノズル部９２の位置、溶液Ｓの出射方向、絞りを調整することで容易に適切な状態とされる。【０６４２】
紫外線照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物の被酸化物質を強力に酸化して分解し、例えば、被処理物の脱色が行われる。すなわち、被酸化物質が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、または溶液Ｓに溶出して、被処理物たる歯牙等に酸化処理が施される。これによって、例えば歯牙の色が脱色されて漂白が行なわれ、美容にとって重要な、歯を白くしたいといった要望に応えることができる。酸化処理の過程で消費される亜酸化窒素の量等に応じ、溶液Ｓの噴出量が調整される。【０６４３】
酸化装置９０は、必要な部分だけに溶液Ｓを付着させて酸化処理を行う場合に適当な装置である。溶液Ｓの消費量が少なくてすむとともに、溶液Ｓが実質的に交換されながら酸化を行うので、溶液Ｓ中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な酸化性能を担保することが可能である。また溶液Ｓの噴出方向のみに紫外光が照射されるため、必要な部分だけに紫外光を照射させることができ、紫外光がその他の部分に照射されることによる影響が回避される。なお酸化装置９０も、これを用いて被処理物の一部を酸化する場合には、パターン化された酸化を行うということができる。例えば被処理物を、酸化装置６０における被処理物Ｘのようにシート状のものとした場合、酸化装置７０における被処理物Ｘのように机の上面、床、壁等とした場合である。【０６４４】
ここで、紫外光の照射時における溶液Ｓの被処理物Ｘへの接触の態様について述べると、上述した酸化装置３０、４０、６０は、被処理物Ｘを溶液Ｓ中に浸漬させるというものであり、上述した酸化装置７０、９０は、被処理物の酸化すべき部位を溶液Ｓで濡らすというものである。後者の接触の態様に関しては、酸化装置９０では、溶液Ｓを噴出することで被処理物Ｘの酸化すべき部位を溶液Ｓで濡らす構成となっているが、噴出の態様としては、酸化装置９０のように溶液Ｓを連続的に被酸化物に付着させるものに限らず、溶液Ｓを霧状に噴出して被酸化物に付着させるものも挙げられる。【０６４５】
また、溶液Ｓが亜酸化窒素含有粘稠性溶液であれば、噴出手段によって溶液Ｓを被処理物Ｘの表面に付着させたとき、溶液Ｓを流れ落ちにくい状態で被酸化部分に付着させることができる。また、噴出を利用するので、浸漬によって溶液Ｓを供給することが難しい位置に被酸化処理部分が存在する場合であっても、溶液Ｓを当該被酸化処理部分に付着させることができる。したがって、本実施形態の酸化装置および当該装置で用いられている酸化方法は、たとえば、被酸化部分が傾斜面や鉛直面に存在する被処理物Ｘや、溶液Ｓを供給しにくい位置に被酸化部分がある被処理物Ｘを酸化処理する装置および方法として適しているということができる。【０６４６】
また、紫外光源および被処理部が大気中にある場合は、粘稠性溶液が塗布されていない場所が大気中に発生したオゾンによって酸化されてしまうため、ＫｒＩエキシマランプ以外のランプでは、紫外線により発生したオゾンが直接接触する部分、すなわち粘稠性液体が塗布されていない部分の方が酸化が進む可能性があるが、ＫｒＩエキシマランプを用いれば、オゾンの発生が少ないので、粘稠性溶液の塗布の有無によって酸化部分と非酸化部分とを明確に区分した酸化処理を行うことができる。したがって、本実施形態の酸化方法および酸化装置や以降に説明する酸化方法および酸化装置は、酸化処理を施したい部分だけに溶液を塗布して、当該部分にのみ酸化処理を施す方法として適している。【０６４７】
このように、図１８に示される酸化装置は、溶液Ｓを供給する手段として噴出手段を用いているが、次に説明するように供給手段は塗布手段でもよい。【０６４８】
図２５は、溶液Ｓを塗布する塗布具としての刷毛１６０と、被処理物Ｘの表面に向けて紫外線を照射するＫｒＩエキシマランプＬとを有する酸化装置である。ここでは、刷毛１６０が溶液Ｓを被処理物Ｘに接触させる溶液供給手段である。このように刷毛１６０のような塗布具を用いる酸化装置は、被処理物Ｘの表面に酸化処理を施す酸化装置として適している。なお、刷毛１６０を支持する構造および刷毛を移動させる機構についてはここでは省略した。【０６４９】
ＫｒＩエキシマランプＬは、被処理物Ｘの溶液Ｓが塗布された面に向けて紫外光を照射するようになっている。なお、溶液塗布面に対して均一に紫外光を照射するためには、ＫｒＩエキシマランプＬの照射方向は溶液Ｓが塗布された面に対して直交していることがより好ましい。【０６５０】
このような構成の酸化装置では、刷毛１６０に溶液Ｓを供給した後、刷毛１６０で溶液Ｓを被処理物Ｘの被酸化部分に塗布する。その後、ＫｒＩエキシマランプＬを発光させて、被処理物Ｘの被酸化部分に紫外光を照射する。溶液Ｓが塗布された被酸化部分に酸化処理が施され、脱色等の処理が施される。なお、酸化処理が行われるメカニズムは既に説明しているのでここでは省略する。【０６５１】
被処理物Ｘとしては、種々のものが考えられるが、たとえば、板材を挙げることができる。板材の表面に酸化処理を施して漂白したり脱色したりすることが考えられる。【０６５２】
また、刷毛１６０によって塗布される溶液Ｓは、増粘剤を含むものであり、含まないのもに比べて高い粘稠性を有するものである。したがって、塗布された溶液Ｓは、塗布された位置に留まる性質あるいは留まりやすい性質を有する。このような特徴を有する溶液Ｓを用いる場合、塗布領域と非塗布領域とを明確に区分することができる。したがって、塗布領域を特定の形状にしたり、文字などの情報を示す形状になるように塗布することができる。このように塗布した後、塗布した領域に紫外光を照射すると、塗布領域に酸化処理が施される。たとえば脱色処理であれば、その特定形状や文字情報が顕在化する。また、文字や図形などがインキなどの有機物を含有する材料で記載されている場合、この文字などの部分に溶液Ｓを塗布し、その後紫外光を照射することでインキに対して酸化処理を施すことができる。これが脱色処理であれば、この文字や図形などの情報を消去することができる。【０６５３】
また、溶液Ｓの供給手段は、噴出手段や刷毛などによる塗布手段の他、たとえば、印刷手段でもよい。【０６５４】
図２６は、溶液Ｓをオフセット印刷の方式によって塗布するプリントユニット１６１と、被処理物Ｘの表面に向けて紫外線を照射するＫｒＩエキシマランプＬとを有している。なお、ＫｒＩエキシマランプＬは、図２５で説明した酸化装置と同様のものであるので、その説明を省略する。【０６５５】
プリントユニット１６１は、いわゆる平版印刷とも称されることがあるオフセット印刷方式を用いるものであり、オフセット印刷方式で用いられるような平版を取付けるためのロール１６２と、当該ロール１６２に取付けられた版１６３とを有する。なお、このプリントユニット１６１で用いるオフセット印刷方式は印刷機械としては広く用いられている方式であるので、ここではその詳細な構造の説明を省略する。【０６５６】
この実施形態の酸化装置で用いられる亜酸化窒素を含む溶液Ｓは、基本的には水溶液である。したがって、被処理物の被酸化部分に全面的に溶液を塗布する場合であれば、対応する部分に親水性処理が施された版を用い、親水性処理が施された部分に溶液を供給することで、版から被酸化部分に溶液Ｓを供給することができる。また、増粘剤を含有する溶液Ｓが、水との比較において疎水性であり親油性を有するものである場合は、通常の印刷機械におけるインキを溶液に置き換えることで、溶液塗布領域の形状が任意のパターン形状になるように溶液を塗布できる。例えば、溶液Ｓが含有する増粘剤が有機系の増粘剤である場合に、このような場合が考えられる。【０６５７】
このような構成の酸化装置では、プリントユニット１６１の版１６３の溶液給付部１６３ａに溶液Ｓを供給すると共に、版１６３を、たとえば板材などの被処理物Ｘに押し当てる。すると、版１６３から被処理物Ｘに向けて溶液Ｓが所定のパターンで塗布される。その後、ＫｒＩエキシマランプＬを発光させて、被処理物Ｘに紫外光を照射する。すると、溶液Ｓが塗布された被酸化部分に酸化処理が施され、脱色等の酸化処理が施される。【０６５８】
なお、酸化処理が行われるメカニズムは既に説明しているのでここでは省略する。被処理物Ｘとしては、既に説明したように、紙以外にも、フィルムなどの厚さの薄いものなど種々のものが考えられる。また、本実施形態で用いられる溶液は、増粘剤を含有する高粘稠性のものであり、塗布された位置に留まる性質を有する。このような場合に好適な利用態様については既に説明したとおりである。したがって、ここでは、その説明を省略する。なお、印刷方式によって溶液Ｓを供給する方法は、少量の溶液を供給する方法として適しているが、本実施形態の酸化装置および当該装置で用いられている方法は、平版を用いるものであり、特に少量の溶液Ｓを塗布する方法として適している。【０６５９】
また、本実施形態で用いたオフセット印刷方式の溶液供給手段によれば、精緻な塗布パターンを実現できることから、図形や文字情報に対応した領域に溶液Ｓを塗布することができる。また、印刷方式の溶液供給手段は、比較的少量の溶液を供給する手段として適しており、供給量の調節が容易であり、少量の溶液を被酸化領域全体に均等に塗布したい場合に適しており、帯状の被酸化部分に連続して高速に塗布する方法として適しており、紙やフィルムなど厚さの薄い被処理物に酸化処理を施す装置として適している。【０６６０】
酸化装置において印刷方式の溶液供給手段を用いる場合、プリントユニットは、オフセット印刷の方式以外の印刷方式を用いるものでもよい。【０６６１】
図２７は、溶液Ｓを凸版印刷の方式によって塗布するプリントユニット１６４と、被処理物Ｘの表面に向けて紫外線を照射するＫｒＩエキシマランプＬとを有している。なお、ＫｒＩエキシマランプＬは、図２５で説明した酸化装置と同様のものであるので、その説明を省略する。【０６６２】
このプリントユニット１６４は、いわゆる活版印刷とも称される凸版印刷方式を用いるものであり、凸版印刷方式で用いられる凸版を取付けるためのロール１６５と、当該ロール１６５に取付けられた凸版１６６とを有する。なお、このプリントユニット１６４で用いる凸版印刷方式は印刷機械としては広く用いられている方式であるので、ここではその詳細な構造の説明を省略する。これ以外の構造は、オフセット印刷方式のプリントユニット１６４を用いた上記酸化装置と同様であるので、同一の構成については同一の符号を付すこととし、その説明を省略する。【０６６３】
このような構成の酸化装置では、プリントユニット１６４の凸版１６６の凸部１６６ａに溶液Ｓを供給すると共に、凸版１６６を、たとえば板材などの被処理物Ｘに押し当てる。すると、凸版１６６から被処理物Ｘに向けて溶液Ｓが所定のパターンで塗布される。その後、ＫｒＩエキシマランプＬを発光させて、被処理物Ｘに紫外光を照射する。すると、溶液Ｓが塗布された被酸化部分に酸化処理が施され、脱色等の酸化処理が施される。【０６６４】
なお、酸化処理が行われるメカニズムは既に説明しているのでここでは省略する。また、溶液が塗布された位置に留まる性質を有する場合、種々の好適な利用態様があることについても既に説明したとおりであるので、ここではその説明を省略する。ただし、本実施形態の酸化装置および当該装置で用いられている方法は、凸版を用いるものであり、被酸化部分に溶液Ｓを塗布によって供給するときに、溶液を供給する部分に圧力を加えながら溶液Ｓを供給する方法として適している。したがって、少量の溶液Ｓを表面のみならず、被処理物Ｘの内部にまで圧入させる場合に適している。【０６６５】
なお、精緻な塗布パターンを実現できるなど、印刷方式の溶液供給手段を用いた場合に得られる効果とうについては、既に、オフセット印刷方式の溶液供給手段を用いた酸化装置のところで説明したので、その点についての説明をここでは省略する。【０６６６】
図２８は、溶液Ｓを凹版印刷の方式によって塗布するプリントユニット１６７と、被処理物Ｘの表面に向けて紫外線を照射するＫｒＩエキシマランプＬとを有している。なお、ＫｒＩエキシマランプＬは、図２５で説明した酸化装置と同様のものであるので、その説明を省略する。【０６６７】
このプリントユニット１６７は、いわゆるグラビア印刷とも称される凹版印刷方式を用いるものであり、凹版印刷方式で用いられる凹版を取付けるためのロール１６８と、当該ロール１６８に取付けられた凹版１６９とを有する。なお、このプリントユニット１６７で用いる凹版印刷方式は印刷機械としては広く用いられている方式であるので、ここではその詳細な構造の説明を省略する。これ以外の構造は、オフセット印刷方式のプリントユニットを用いた上記酸化装置と同様であるので、同一の構成については同一の符号を付すこととし、その説明を省略する。【０６６８】
このような構成の酸化装置では、プリントユニット１６７の凹版１６９の凹部１６９ａに溶液Ｓを供給すると共に、凹版１６９をたとえば板材などの被処理物Ｘに押し当てる。すると、凹版１６９から被処理物Ｘである板材に溶液Ｓが所定のパターンで塗布される。その後、ＫｒＩエキシマランプＬを発光させて、被処理物Ｘに紫外光を照射する。すると、溶液Ｓが塗布された被酸化部分に酸化処理が施され、脱色等の酸化処理が施される。【０６６９】
なお、酸化処理が行われるメカニズムは既に説明しているのでここでは省略する。また、溶液が塗布された位置に留まる性質を有する場合、種々の好適な利用態様があることについても既に説明したとおりであるので、ここではその説明を省略する。ただし、本実施形態の酸化装置および当該装置で用いられている方法は、凹版１６９を用いるものであるので、基本的には少量の溶液Ｓを供給する方法として適しているとはいうものの、凹版１６９の凹部１６９ａに充填された溶液Ｓを被処理物Ｘに供給することになる。したがって、溶液供給手段が平版や凸版を用いるものである上記酸化装置と比較すると、より多量の溶液Ｓを供給することができる。よって、本実施形態の酸化装置および当該装置で用いられている酸化方法は、印刷方式の中でも、比較的多量の溶液Ｓを供給する方法として適している。【０６７０】
なお、精緻な塗布パターンを実現できるなど、印刷方式の溶液供給手段を用いた場合に得られる効果とうについては、既に、オフセット印刷方式の溶液供給手段を用いた酸化装置のところで説明したので、その点についての説明をここでは省略する。【０６７１】
図２９は、溶液Ｓを孔版印刷の方式によって塗布するプリントユニット１７０と、被処理物Ｘの表面に向けて紫外線を照射するＫｒＩエキシマランプＬとを有している。なお、ＫｒＩエキシマランプＬは、図２５で説明した酸化装置と同様のものであるので、その説明を省略する。【０６７２】
このプリントユニット１７０は、スクリーン印刷やリソグラフ印刷とも称される孔版印刷方式を用いるものであり、孔版印刷方式で用いられる筒形状の孔版１７１を固定するための両端支持部材１７２，１７２と、当該両端支持部材１７２，１７２に取付けられた孔版１７１と、孔版１７１に溶液Ｓを供給するためのスキージ１７３とを有する。なお、このプリントユニット１７０で用いる孔版印刷方式は印刷機械としては広く用いられている方式であるので、ここではその詳細な構造の説明を省略する。簡単に説明すると、孔版印刷では、筒形状の孔版１７１の内部に溶液Ｓを供給する必要があることから、両端支持部材１７２，１７２には、孔版１７１内に連通する溶液供給窓１７２ａが形成されている。また、孔版１７１内のスキージ１７３は、両端支持部材１７２，１７２を支持するアーム１７４に、図示しない取付具を介して直接固定されており、孔版１７１が回転しても回転品状態で固定されている。なお、孔版１７１の回転手段は図示されていない。これ以外の構造は、オフセット印刷方式のプリントユニットを用いた上記酸化装置と同様であるので、同一の構成については同一の符号を付すこととし、その説明を省略する。【０６７３】
このような構成の酸化装置では、プリントユニット１７０の筒形状の孔版１７１の内部に溶液Ｓを供給すると共に、孔版１７１をたとえば板材などの被処理物Ｘに押し当てる。すると、孔版１７１から被処理物に溶液Ｓが所定のパターンで塗布される。その後、ＫｒＩエキシマランプＬを発光させて、被処理物Ｘの被酸化部分に紫外光を照射する。すると、溶液Ｓが塗布された被酸化部分に酸化処理が施され、脱色等の酸化処理が施される。【０６７４】
なお、酸化処理が行われるメカニズムは既に説明しているのでここでは省略する。また、溶液が塗布された位置に留まる性質を有する場合、種々の好適な利用態様があることについても既に説明したとおりであるので、ここではその説明を省略する。ただし、本実施形態の酸化装置および当該装置で用いられている方法は、孔版を用いるものであるので、基本的には少量の溶液Ｓを供給する方法として適しているとはいうものの、孔版の孔に充填された溶液Ｓを被処理物に供給することになる。したがって、溶液供給手段が平版や凸版を用いるものである上記酸化装置と比較すると、より多量の溶液Ｓを供給することができる。よって、本実施形態の酸化装置および当該装置で用いられている酸化方法は、印刷方式の中でも、比較的多量の溶液Ｓを供給する方法として適している。さらに、凹版を用いる溶液供給手段に比べて、孔版を用いる溶液供給手段は、より簡単に少量の溶液を供給できるものを容易できるという利点がある。【０６７５】
なお、精緻な塗布パターンを実現できるなど、印刷方式の溶液供給手段を用いた場合に得られる効果とうについては、既に、オフセット印刷方式の溶液供給手段を用いた酸化装置のところで説明したので、その点についての説明をここでは省略する。【０６７６】
以上、種々の酸化方法や酸化装置の実施形態について説明したが、各酸化方法や酸化装置に次のような工程や手段を追加することで、より高品質の酸化処理を行うことができる。【０６７７】
たとえば、酸化処理後すなわち紫外線照射終了後に、必要に応じて被処理物Ｘに対して、溶液Ｓや水等を用いて洗浄等を施すシャワリング機器などの洗浄手段を設けてもよい。必要に応じて、被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを乾燥するドライアなどの乾燥手段を設けてもよい。エアを吹き付けるなどして被処理物Ｘの表面等を清浄するエア噴射機などの清浄手段を設けてもよい。被処理物Ｘの表面に酸化処理により生じたものなどの異物が付着していたり、残っていたりすることがあるが、このような処理を行うことで、異物を除去することができる。【０６７８】
さらに具体的には、図１５で示される酸化装置は、巻き取り機構によって巻き取れている状態の被処理物Ｘを乾燥する乾燥機を備えるものでもよい。また、図１８に示される酸化装置９０は、被酸化部分に対して溶液Ｓを噴出する噴出手段を洗浄手段としても用いるものでもよい。当該酸化装置９０では、被酸化部分への被酸化物質の再付着の様子を見ながらその部位にのみ溶液をスポット噴出することができるので、被酸化部分を極めて容易に洗浄することができる。【０６７９】
溶液接触対象であると共に紫外線の照射対象である被処理物Ｘを保持する必要がある場合は、紫外光の照射に影響を与えない形状、位置、紫外光を透過する材質を適宜選択した保持部材を設けてもよい。保持部材は、被処理物の比重と溶液Ｓの比重がほぼ等しく被処理物が溶液中に浮いた状態となる場合には省略することができる。したがって、溶液Ｓの比重を調整するための調整剤を溶液Ｓに溶解させることもできる。【０６８０】
被処理物の被酸化部分に供給された溶液Ｓの量を調節する上記ブレード６３のような溶液調節手段を設けてもよい。この溶液調節手段によって溶液の量を調節することで、酸化部分全体について溶液Ｓの供給量を均等にしたり、供給量を減らしたりすることができる。
【実施例７】
【０６８１】
上記述べてきた実施例１から６において、亜酸化窒素を溶解させた水溶液を用いて被処理物を酸化させる場合には、被処理物に水溶液を十分に付着させた状態にしてから紫外光を照射する必要がある。ところが、被処理物の物性が疎水性を有する場合には、水溶液が被処理物に十分に付着しにくい場合がある。例えば、被処理物がシリコンウエハー等のフッ素による洗浄面である場合、亜酸化窒素を溶解させた水溶液を噴霧やスピンコートによってシリコンウエハーの表面に付着させようとしても、水溶液がはじかれてしまうために酸化反応が進行しないという不具合を生ずる。【０６８２】
そこで、被処理物に対する亜酸化窒素溶液の付着性向上の観点から、亜酸化窒素を溶かす溶媒として濡れ性の高い有機溶媒を用いてもよい。これにより、疎水性の被処理物に対して効率の良い酸化処理を可能としている。また、表面を酸化させた物質を安価にて提供することができる。【０６８３】
本実施例では、亜酸化窒素を溶解させる有機溶媒として、ヘキサン、シクロヘキサン、メチル水素ポリシロキサン、環状ジメチルシロキサン、テトラメチルオルソシリケート、パーフルオロポリエーテル、パーフルオロヘキサン、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリブチルのうちの少なくともいずれか一つを含む有機溶媒を用いる。【０６８４】
これらの有機溶媒は、疎水性の被処理物に対して濡れ性が高いので、紫外光の照射により亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）が分解して発生する原子酸素（Ｏ）が効率よく被処理物と反応する。したがって、疎水性の被処理物の表面を効率よく酸化させることができる。【０６８５】
例えば、（１）約１０Åの自然酸化膜がついているシリコンウエハー及び（２）自然酸化膜を希フッ酸で除去したシリコンウエハーについて、接触角測定（接触角測定装置として、協和界面科学（株）製  Contact-Angle  meter  CA-D型を用いた）を行った結果、（１）約１０Åの自然酸化膜がついているシリコンウエハーの接触角が２０.０°、（２）自然酸化膜を希フッ酸で除去したシリコンウエハーの接触角が７４.７°と測定され、（１）の物質が親水性、（２）の物質が疎水性であると判断された。【０６８６】
接触角の測定は、固体の表面に溶液の液滴をたらして、液滴の端と固体表面との角度を測定するものである。濡れやすい物質ほど、液滴はつぶれた形になって接触角は小さくなる。また、濡れにくい物質ほど、液滴は球に近い形になり、接触角が大きくなる。【０６８７】
例えば、１,４−ブタンスルトンを用いて同様の接触角の測定を行ったところ、（１）の物質の接触角が８.１°、（２）の物質の接触角が１７.６°と測定された。前述のように、疎水性と判断された（２）の、自然酸化膜を希フッ酸で除去したシリコンウエハーについて、濡れ性が改善されていることが確認された。【０６８８】
更に、この１,４−ブタンスルトン以外の有機溶剤として、パーフルオロヘキサン、テトラメチルオルソシリケート、メチル水素ポリシロキサン、ジメチルサルフェート、リン酸トリメチル、およびリン酸トリブチルについても接触角の測定を試みたが、（１）の物質に対しても、（２）の物質に対しても、液滴をたらしたとたんに、表面に薄く延びて広がってしまうため、接触角が少なすぎて接触角の値を実測することができなかった。【０６８９】
これらの溶液は、（１）約１０Åの自然酸化膜がついているシリコンウエハー及び、（２）自然酸化膜を希フッ酸で除去したシリコンウエハーについて、濡れ性が良好であることを示している。【０６９０】
したがって、これらの濡れ性の良好な有機溶媒に亜酸化窒素を溶解させて、この溶液を被処理物に接触させておき、その状態で前記溶液に紫外光を照射することにより、効率よく被処理物を酸化させることができると考えられる。【０６９１】
図３０は、水及び空気と、各有機溶媒との紫外光（波長１９１ｎｍ〜２４０ｎｍ）の透過率（％Ｔ）を対比する図表である。【０６９２】
図３０に挙げた有機溶媒は、２４０ｎｍのよりも波長の短い紫外光の透過率が比較的高いので、照射された紫外光の多くを亜酸化窒素が吸収することができる。したがって、亜酸化窒素が分解され易いので、被処理物の酸化反応を高効率で行うことができる。【０６９３】
更に、亜酸化窒素に紫外光を照射した際に発生する原子酸素（Ｏ）により、分解されにくい溶媒を用いることによって、被処理物の酸化を効率よく実施することができる。原子酸素（Ｏ）により分解されにくい有機溶媒として、例えば、炭素とフッ素との間の結合力が強固なフッ素化合物や、既にシリコンが酸素と結合しているケイ素化合物、同様の理由によるイオウ化合物、リン化合物のリン酸縮合物等を挙げることができる。
これらの有機溶媒に対する亜酸化窒素の溶解割合は、数千ｐｐｍ乃至それ以上が可能と思われる。【０６９４】
亜酸化窒素溶液に紫外光を照射して行う酸化反応の特性は以上のとおりである。
以下に、かかる特性を有する本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。【０６９５】
本例における被処理物の酸化方法は、図１０に示した親水化装置３０を被処理物の酸化装置として使用することによって実施することができるため、図１０に示す親水化装置３０を酸化装置３０と読み替えることとし、図１０を用いて被処理物Ｘを酸化する方法について説明する。【０６９６】
本実施形態における被処理物Ｘは、疎水性を有するものであって、例えば、上述した、自然酸化膜を希フッ酸で除去したシリコンウエハーであるが、その他の基板であっても良いし、かかる基板以外であっても良い。また被処理物Ｘは、平板形状のような比較的単純な形状をなしている。【０６９７】
溶液Ｓは、亜酸化窒素の溶媒として有機溶剤を用いた有機溶液であり、溶液Ｓ中には、数１０００ｐｐｍの濃度で亜酸化窒素が溶存している。溶液Ｓは、ヘキサン、シクロヘキサン、メチル水素ポリシロキサン、環状ジメチルシロキサン、テトラメチルオルソシリケート、パーフルオロポリエーテル、パーフルオロヘキサン、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリブチルのうちの少なくともいずれか一つを含む濡れ性の高い有機溶媒に、亜酸化窒素を溶解させたものである。【０６９８】
図１０に示す酸化装置３０では、先ず被処理物Ｘを容器３１内の突起３１ａ上に載置した後、溶液Ｓを、被処理物Ｘの酸化を行うべき部分、ここでは図１０に示した状態における上面の全体が濡れるように、落下させる。溶液Ｓは、被処理物Ｘが疎水性であるが、有機溶媒を用いたものであるため、被処理物Ｘを良好に濡らし、その上面全体にムラなく付着し、塗布される。図１０には、被処理物Ｘの全体を浸漬した状態を示しているが、被処理物Ｘは必ずしも浸漬しなくて良い。次に、この状態でＫｒＩエキシマランプＬを発光させ、紫外光を被処理物Ｘの上面の溶液Ｓに照射する。【０６９９】
紫外光照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物Ｘを強力に酸化し、被処理物Ｘの酸化が行われる。被処理物Ｘがシリコンウエハーである場合にはその表面に酸化膜が形成されるなど、基板の表面に対して酸化処理が行われる。被処理物Ｘの表面は溶液Ｓによって良好に濡れているため、酸化処理が良好に行われる。酸化後、必要に応じて被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを乾燥させて除去する。また、空気を吹き付けて溶液Ｓを除去するようにしてもよい。亜酸化窒素は安全であるため、酸化後に溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。【０７００】
ＫｒＩエキシマランプＬが発する紫外光は直進性が高いので、図１０に示したように被処理物Ｘが板状であって、その上面のみを酸化したい場合など、酸化したい部位が比較的単純な形状の場合には、紫外光を照射しやすく、所望の範囲及び厚さについて酸化を行うことができる。【０７０１】
酸化装置３０では、酸化の過程で亜酸化窒素が消費される。このことに考慮し、溶液Ｓを交換可能に構成することによって、更に高い酸化性能を発揮することができる。また、溶液Ｓ中の亜酸化窒素の濃度を低く設定した場合であっても、十分な酸化性能を担保することができるようになる。上述の、図１０に示した構成例においても、酸化の過程で溶液Ｓを交換可能に構成することができる。【０７０２】
たとえば、酸化の過程で溶液Ｓを交換可能に構成した酸化装置を図３１に示す。図３１は、図１７のＫｒＩエキシマランプＬの下部に着脱自在の態様で一体に配設された遮蔽手段としてのマスク８９を有したものであり、マスク８９が配設されている以外は図１７と同様の構成となっている。なお、この酸化装置８０は、図１０に示した酸化装置３０に対応するものである。【０７０３】
マスク８９は、ＫｒＩエキシマランプＬと被処理物Ｘとの間に位置するものであり、ＫｒＩエキシマランプＬによって発せられた紫外光を、クロム膜等の遮光材料を用いて、所定の部位を遮るように構成したパターン８９ａを有している。【０７０４】
図３１に示す酸化装置８０は、図１０に示した酸化装置３０と対比すると、溶液制御手段８３を備えることで溶液Ｓが交換可能な構成となっているが、これのみならず、マスク８９を備えていることでパターン化された酸化を行うことが可能となっている。【０７０５】
このような構成の酸化装置８０において、被処理物Ｘを保持部材８２によって保持して容器３１内に配置した後、給液バルブ８７を開き、タンク８６内の溶液Ｓを容器８１内に充填する。このとき、溶液Ｓを、被処理物Ｘの上面の全体が濡れるように、落下させる。溶液Ｓは、被処理物Ｘが疎水性であるが、有機溶媒を用いたものであるため、被処理物Ｘを良好に濡らし、その上面全体にムラなく付着し、塗布される。図１０には、被処理物Ｘの全体を浸漬した状態を示しているが、被処理物Ｘは必ずしも浸漬しなくて良い。次に、ＫｒＩエキシマランプＬを発光させ、紫外光を被処理物Ｘに向けて照射する。照射された紫外光は、マスク８９を透過する際に、パターン８９ａによって一部を遮られ、透過した紫外光が被処理物Ｘの上面の溶液Ｓに照射される。【０７０６】
紫外光照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して、原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物Ｘを強力に酸化し、被処理物Ｘの酸化が行われる。被処理物Ｘがシリコンウエハーである場合にはその表面に酸化膜が形成されるなど、基板の表面に対して酸化処理が行われる。被処理物Ｘの表面は溶液Ｓによって良好に濡れているため、酸化処理が良好に行われる。原子状酸素の拡散移動距離はきわめて小さいので、紫外光が照射された被処理物Ｘの表面は酸化されるが、紫外光がマスク８９により遮断された領域まで原子状酸素は移動できず、このために、紫外光がマスク８９により遮断された領域においては原子状酸素による酸化が行われない。このようにして、被処理物Ｘがシリコンウエハーなどの基板である場合、所望のパターンの酸化膜が形成される。【０７０７】
酸化の過程で亜酸化窒素が消費されるので、適宜給液バルブ８７、廃液バルブ８８を開閉して密閉空間内の溶液Ｓを交換し、容器８１内の溶液Ｓの亜酸化窒素の量及び濃度を酸化に適した範囲に保つように制御する。【０７０８】
このとき、容器８１内の溶液Ｓの亜酸化窒素の濃度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段によって検出した亜酸化窒素濃度が酸化を行うのに適した所定の濃度を下回ったときに給液バルブ８７、廃液バルブ８８を駆動する制御手段とを溶液制御手段８３に設け、フィードバック制御を行って容器８１内の亜酸化窒素の量及び濃度を酸化に適した範囲に保つように構成することができる。この場合、容器８１内の溶液Ｓの亜酸化窒素の濃度を酸化に適した範囲に保つべく、適宜給液バルブ８７、廃液バルブ８８を、その流量が適切になるように、制御手段によって開閉の制御を行う。【０７０９】
所望の酸化が終了すると、必要に応じて被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを乾燥したり、空気を吹き付けたりする等して除去する。容器８１の溶液Ｓは、適宜、廃液バルブ８８を開いて廃液貯蔵部に排出する。【０７１０】
かかる酸化により、被処理物Ｘの表面の所望の酸化が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、酸化後に溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。また、溶液Ｓ中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な酸化性能を担保することが可能である。【０７１１】
パターン化された酸化を行うためには、マスク８９を用いるのでなく、印刷技術等を用いて溶液Ｓを所望のパターンにて被処理物Ｘに付着させて、紫外光を被処理物Ｘにおける溶液Ｓの付着部位に照射するようにしてもよい。この場合に、溶液Ｓとして、濡れ性の高い有機溶媒に亜酸化窒素を溶解した溶液を用いることによって、疎水性を有する被処理物に対しても効果的に酸化処理を行うことができる。【０７１２】
次に、被処理物の小さな部分をスポット的に酸化する際に用いる酸化装置の実施形態を説明する。【０７１３】
本例における被処理物の酸化方法は、図１８に示した親水化装置９０を被処理物の酸化装置として使用することによって実施することができるため、図１８に示す親水化装置９０を酸化装置９０と読み替えることとし、図１８を用いて被処理物Ｘを酸化する方法について説明する。【０７１４】
酸化装置９０は、主に部分的に酸化することが要求される疎水性の被処理物を対象としたものである。【０７１５】
図１８に示す構成の酸化装置９０にあっては、使用者がグリップ９３を握って射出口９４を被処理物に向け、トリガーを操作し、適量の溶液Ｓを被処理物に噴射して付着させるとともにＫｒＩエキシマランプＬを発光させて紫外光を照射する。被処理物における溶液Ｓの付着範囲は、使用者がノズル部９２の位置、溶液Ｓの噴射方向、絞りを調整することで、容易に適切な状態に設定することができる。溶液Ｓの溶媒として、濡れ性の高い有機溶媒を用いることによって、疎水性を有する被処理物に対しても溶液Ｓを良好に付着させて、被処理物の酸化処理を効果的に行うことができる。すなわち、溶液Ｓは、被処理物Ｘが疎水性であるが、有機溶媒を用いたものであるため、被処理物を良好に濡らし、その所望する部分にムラなく付着し、塗布される。【０７１６】
紫外光照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素は、紫外光の照射により解離されて原子状酸素（Ｏ）が生成する。この原子状酸素によって、被処理物を酸化させることができる。被処理物Ｘの表面は溶液Ｓによって良好に濡れているため、酸化処理が良好に行われる。また、酸化の過程で消費される亜酸化窒素の量等に応じ、溶液Ｓの噴射量を調整するとよい。所望の酸化処理が完了した際には、必要に応じて空気を吹き付けるなどして、被処理物に付着している溶液Ｓを除去又は乾燥させる。【０７１７】
以上のように、適量の溶液Ｓを噴射により被処理物の必要な部分に付着させて紫外光を照射することによって、比較的小さな部分を必要に応じて酸化させることができる。溶液Ｓの消費量が少なくてすむとともに、溶液Ｓが実質的に交換されながら酸化を行うので、溶液Ｓ中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な酸化性能を担保することが可能である。亜酸化窒素は安全な物質であるため、酸化後の溶液Ｓに溶存している亜酸化窒素の処理は必須ではない。また溶液Ｓの噴射方向のみに紫外光を照射することによって、紫外光が他の部分に照射されることによる影響を回避することができる。【０７１８】
なお、酸化装置９０を用いて被処理物の表面の一部のみを酸化させる場合には、パターン化された酸化を行うことができる。例えば被処理物がシート形状のもの、机の上面、床、壁等であっても、酸化装置９０を用いて酸化させることができる。【０７１９】
酸化装置９０は被処理物を溶液Ｓの射出により連続的に付着させて濡らす構成となっているが、溶液Ｓの射出の態様は、霧状に行なうものであっても良い。次に、溶液Ｓをかかる態様で射出し、被処理物Ｘの表面に薄くコーティングして、被処理物Ｘを酸化させるための酸化装置について説明する。【０７２０】
本例における被処理物の酸化方法は、図１９に示した親水化装置１００を被処理物の酸化装置として使用することによって実施することができるため、図１９に示す親水化装置１００を酸化装置１００と読み替えることとし、図１９を用いて被処理物Ｘを酸化する方法について説明する。【０７２１】
このような構成の酸化装置１００にあっては、被処理物Ｘをテーブル１０１上に載置して吸着手段を作動させて保持し、ノズル１０８を溶液Ｓの吹き付けに適した所定位置まで回転させ、テーブル１０１を回転させながら溶液Ｓをノズル１０８から噴霧する。溶液Ｓは、微細な液滴状をなしているとともに、被処理物Ｘが疎水性であるにもかかわらず、有機溶媒を用いたものであるため、被処理物Ｘを良好に濡らし、その上面全体にムラなく付着し、塗布される。溶液Ｓを被処理物Ｘに均一に付着させた後、ＫｒＩエキシマランプＬを発光させて紫外光を照射する。被処理物Ｘにおける溶液Ｓの付着量は、ノズル１０８からの溶液Ｓの噴射量、噴射時間を調整することで調整することができる。【０７２２】
紫外光照射領域の溶液Ｓ中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素（Ｏ）が生成され、この原子状酸素が被処理物Ｘを強力に酸化し、被処理物Ｘの酸化が行われる。被処理物Ｘがシリコンウエハーである場合にはその表面に酸化膜が形成されるなど、基板の表面に対して酸化処理が行われる。溶液Ｓに、濡れ性の高い有機溶媒を用いていることにより、被処理物Ｘの表面は溶液Ｓによって良好に濡れているため、酸化処理が良好に行われる。このように、疎水性を有する被処理物Ｘに対しても効果的に酸化処理を行うことができる。【０７２３】
酸化の過程で消費される亜酸化窒素の量等に応じて、溶液Ｓの付着量を調整すると、より効果的な酸化処理を行うことができる。所望の酸化が完了した際には、必要に応じてテーブル１０１を回転させて、被処理物Ｘに付着している溶液Ｓを除去する。容器１０４に溜まった溶液Ｓは、適時、廃液バルブ１０６を開くことで、廃液管１０５を通じて廃液貯蔵部に排出される。ノズル１０８が紫外光の照射の妨げにならないように配慮する必要がある場合には、溶液Ｓの噴霧に必要なときだけ所定位置に突出させる構造とすることができる。【０７２４】
溶液Ｓを被処理物Ｘに付着させる態様としては、ほかに、いわゆるスピンコートによるものが挙げられる。この場合には、例えば、酸化装置１００において、溶液噴霧手段１０３に代えて、溶液Ｓをテーブル１０１上に保持された被処理物Ｘに落下させる溶液流下手段を設ける。被処理物Ｘを保持させた状態でテーブル１０１を回転させながら、溶液流下手段によって溶液Ｓを落下させることで、溶液Ｓを被処理物Ｘに均一に付着させた後、ＫｒＩエキシマランプＬを発光させて紫外光を照射する。被処理物Ｘにおける溶液Ｓの付着量は、溶液流下手段からの溶液Ｓの流量、流下時間を調整することで調整できる。【０７２５】
これらの酸化装置１００においても、図３１に示した酸化装置８０に関して説明したマスク８９、溶液Ｓの塗布のパターニング等を行うことで、パターン化した酸化を行うことができる。この場合、溶液Ｓの噴霧、スピンコート時以外の、紫外光照射時には、テーブル１０１は回転させず、被処理物Ｘを定位置に保持するようにする。【０７２６】
噴霧、スピンコートによって溶液Ｓの塗布を行うこととすれば、溶液Ｓの消費量が少なくてすむとともに、溶液Ｓが実質的に交換されながら酸化を行うので、溶液Ｓ中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な酸化性能を担保することが可能である。ただし、噴霧を行う場合、液滴が小さすぎると、溶液Ｓが被処理物Ｘに到達する前に亜酸化窒素が雰囲気中に散逸するが、溶液Ｓを被処理物Ｘに対して実質的に交換しながら酸化を行うので、散逸によって溶液Ｓ中の亜酸化窒素の濃度が多少低くなっても、十分な酸化性能を担保することが可能である。しかし、かかる散逸量が大きくなり過ぎないように液滴の大きさが適宜調整される。【０７２７】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。【０７２８】
たとえば、実施例１において、被処理物は、形状に関して板状の物、表面に凹凸のある物、内部に空間がありこの空間の開口がある物、シート状の物、比較的大きな物その他の物とすることができる。【０７２９】
また、被処理物の材質は、シリコン、アルミニウム合金、銅合金、鉄合金のほか、芳香族樹脂、脂肪族樹脂、含酸素高分子化合物、含窒素高分子化合物、含ハロゲン高分子化合物、またセラミック材料など使用することができる。【０７３０】
また、物質の表面の親水化の態様は、上述の各例では親水化としたが、その他、疎水化等であっても良い。親水化の態様が疎水化の場合、物質の物性が、酸化により疎水化されるものである必要があり、そのような材質が物質として選択される。【０７３１】
実施例２において、被処理物は、養殖に供する稚魚、種籾の如き播種前の種子、食器、食品の包装容器、医療用器具、野菜など、どのようなものであっても良い。【０７３２】
たとえば、養殖に供する稚魚を殺菌するには、図１０に示す殺菌装置３０の溶液Ｓ中に、被処理物Ｘとして稚魚を浸漬することで、魚体の殺菌を行うことができる。この場合、容器３１の底部に設けた突起３１ａは、必ずしも要するものではない。【０７３３】
そして、ＫｒＩエキシマランプＬを点灯することにより、溶液Ｓ中の亜酸化窒素が解離して原子状酸素が生じ、この原子状酸素が魚体表面に付着している微生物を酸化して殺菌することとなる。
照射する紫外光は、魚体に影響を及ぼす可能性があるので、紫外光の照射時間や照射強度は、魚体表面に付着している微生物を所望する程度まで減少させながらも、魚体に悪影響を及ぼさない程度とすることが好ましい。【０７３４】
このように、養殖に供する稚魚をあらかじめ殺菌しておくことで、微生物による魚病を防止することができ、しかも、自然や人体に悪影響を及ぼすおそれがない。【０７３５】
ここでは殺菌装置３０で稚魚の殺菌を行う例を述べたが、殺菌装置４０のように、ＫｒＩエキシマランプＬを複数配設して、紫外光で魚体を万遍なく照射するようにしても良く、殺菌装置の態様は適宜選択することができる。【０７３６】
また、殺菌する対象は、稚魚に限らず、成魚や水揚げ後の魚であっても良い。特に、水揚げ後の魚の場合は、図１０で示すように溶液Ｓに魚体を浸漬して殺菌を行っても良いが、図１８に示す殺菌装置９０を用いて、溶液Ｓを魚体に噴霧しながら紫外光を照射して殺菌するようにしても良い。
次に、種籾を例に、播種前の種子の殺菌について述べる。たとえば、種籾を殺菌するためには、図１０に示す殺菌装置３０の溶液Ｓ中に、被処理物Ｘとして種籾を浸漬することで、種籾の殺菌を行うことができる。この場合、容器３１の底部に設けた突起３１ａは、必ずしも要するものではない。【０７３７】
そして、ＫｒＩエキシマランプＬを点灯することにより、溶液Ｓ中の亜酸化窒素が解離して原子状酸素が生じ、この原子状酸素が種籾表面に付着している微生物を酸化して殺菌することとなる。
照射する紫外光は、播種後の種籾の成育に影響を及ぼす可能性があるので、紫外光の照射時間や照射強度は、種籾表面に付着している微生物を所望する程度まで減少させながらも、種籾に悪影響を及ぼさない程度とすることが好ましい。【０７３８】
このように、種籾をあらかじめ殺菌しておくことで、微生物による苗の生育阻害を防止することができ、しかも、自然や人体に悪影響を及ぼすおそれがない。【０７３９】
ここでは殺菌装置３０で種籾の殺菌を行う例を述べたが、殺菌装置４０のように、ＫｒＩエキシマランプＬを複数配設して、紫外光で種籾を万遍なく照射するようにしても良く、図１８に示す殺菌装置９０を用いて、溶液Ｓを魚体に噴霧しながら紫外光を照射して殺菌するようにしても良い。すなわち、殺菌装置の態様は適宜選択することができる。
また、殺菌する対象は、種籾（イネ）に限らず、植物の種子や球根（地下茎）であっても良い。【０７４０】
次に、茶碗を例に、食器の殺菌について述べる。たとえば、茶碗を殺菌するためには、図１０に示す殺菌装置３０の溶液Ｓ中に、被処理物Ｘとして茶碗を浸漬することで、茶碗の殺菌を行うことができる。この場合、容器３１の底部に設けた突起３１ａは、必ずしも要するものではない。【０７４１】
そして、ＫｒＩエキシマランプＬを点灯することにより、溶液Ｓ中の亜酸化窒素が解離して原子状酸素が生じ、この原子状酸素が茶碗表面に付着している微生物を酸化して殺菌することとなる。
紫外光の照射時間や照射強度は、茶碗表面に付着している微生物が所望する程度まで減少した時点に併せて、適宜調整することができる。【０７４２】
このように、茶碗をあらかじめ殺菌しておくことで、微生物による食中毒等を防止することができ、しかも、自然や人体に悪影響を及ぼすおそれがない。【０７４３】
ここでは殺菌装置３０で茶碗の殺菌を行う例を述べたが、殺菌装置４０のように、ＫｒＩエキシマランプＬを複数配設して、紫外光で茶碗を万遍なく照射するようにしても良く、図１８に示す殺菌装置９０を用いて、溶液Ｓを茶碗に噴霧しながら紫外光を照射して殺菌するようにしても良い。すなわち、殺菌装置の態様は適宜選択することができる。
また、殺菌する対象は、茶碗（瀬戸物）に限らずコップ（ガラス）や刃物（金属）、まな板（木製や樹脂製）であっても良い。【０７４４】
次に、紙パック飲料を例に、食品の包装容器の殺菌について述べる。一般に、紙パック飲料は、ロール状に巻かれたシート状の紙を連続的に殺菌液中に供給し、殺菌液中を所定時間かけて通過させることで浸漬し、殺菌液を乾燥した後に、適宜折りたたんで成形し、滅菌した飲料を充填するようにして製造している。【０７４５】
そこで、この殺菌液の代替として亜酸化窒素溶液を用い、紙パック飲料の包装用紙を殺菌するためには、図１５に示す殺菌装置６０の溶液Ｓ中に、被処理物Ｘとしてシート状の包装用紙を浸漬することで、包装用紙の殺菌を行うことができる。【０７４６】
そして、ＫｒＩエキシマランプＬを点灯することにより、溶液Ｓ中の亜酸化窒素が解離して原子状酸素が生じ、この原子状酸素が包装用紙表面に付着している微生物を酸化して殺菌することとなる。
紫外光の照射時間や照射強度は、包装用紙表面に付着している微生物が滅菌状態となるように適宜調整することができる。【０７４７】
このように、包装用紙をあらかじめ滅菌しておくことで、微生物によって紙パック飲料が腐敗して食中毒等を誘発することを防止でき、しかも、自然や人体に悪影響を及ぼすおそれがない。【０７４８】
ここでは殺菌装置６０で包装用紙の滅菌を行う例を述べたが、殺菌装置４０のように、ＫｒＩエキシマランプＬを複数配設し、例えば牛乳等を充填するいわゆる牛乳瓶を、紫外光で万遍なく照射するようにしても良い。すなわち、殺菌装置の態様は適宜選択することができる。
また、殺菌する対象は、包装用紙（紙）に限らず瓶（ガラス）やペットボトル（樹脂）等であっても良い。【０７４９】
次に、デンタルミラーを例に、医療器具の殺菌について述べる。たとえば、デンタルミラーを殺菌するためには、図１０に示す殺菌装置３０の溶液Ｓ中に、被処理物Ｘとしてデンタルミラーを浸漬することで、デンタルミラーの殺菌を行うことができる。この場合、容器３１の底部に設けた突起３１ａは、必ずしも要するものではない。【０７５０】
そして、ＫｒＩエキシマランプＬを点灯することにより、溶液Ｓ中の亜酸化窒素が解離して原子状酸素が生じ、この原子状酸素がデンタルミラー表面に付着している微生物を酸化して殺菌することとなる。
紫外光の照射時間や照射強度は、デンタルミラー表面に付着している微生物が所望する程度まで減少した時点にあわせて、適宜調整することができる。【０７５１】
このように、デンタルミラーをあらかじめ殺菌しておくことで、人から人へ微生物が感染することを防止でき、しかも、自然や人体に悪影響を及ぼすおそれがない。【０７５２】
ここでは殺菌装置３０でデンタルミラーの殺菌を行う例を述べたが、殺菌装置４０のように、ＫｒＩエキシマランプＬを複数配設して、紫外光でデンタルミラーを万遍なく照射するようにしても良く、図１８に示す殺菌装置９０を用いて、溶液Ｓをデンタルミラーに噴霧しながら紫外光を照射して殺菌するようにしても良い。すなわち、殺菌装置の態様は適宜選択することができる。
また、殺菌する対象は、デンタルミラー（ステンレス）に限らず体温計（ガラス）やシリンジ（樹脂）であっても良い。【０７５３】
次に、大根を例に、野菜の殺菌について述べる。大根は、根菜であることから、その表面に土由来の微生物が多量に付着している場合が多い。たとえば、大根の表面を殺菌するためには、図１０に示す殺菌装置３０の溶液Ｓ中に、被処理物Ｘとして大根を浸漬することで、大根の殺菌を行うことができる。この場合、容器３１の底部に設けた突起３１ａは、必ずしも要するものではない。【０７５４】
そして、ＫｒＩエキシマランプＬを点灯することにより、溶液Ｓ中の亜酸化窒素が解離して原子状酸素が生じ、この原子状酸素が大根表面に付着している微生物を酸化して殺菌することとなる。【０７５５】
紫外光の照射時間や照射強度は、大根表面に付着している微生物が所望する程度まで減少した時点にあわせて、適宜調整することができる。
このように、大根をあらかじめ殺菌しておくことで、衛生的な食材とすることができ、他の殺菌剤の如く浸透圧により萎れることもなく、しかも、自然や人体に悪影響を及ぼすおそれがない。【０７５６】
ここでは殺菌装置３０で大根の殺菌を行う例を述べたが、殺菌装置４０のように、ＫｒＩエキシマランプＬを複数配設して、紫外光で大根を万遍なく照射するようにしても良く、図１８に示す殺菌装置９０を用いて、溶液Ｓを大根に噴霧しながら紫外光を照射して殺菌するようにしても良い。すなわち、殺菌装置の態様は適宜選択することができる。【０７５７】
また、殺菌する対象は、大根（根菜）に限らずキャベツ（葉物）やリンゴ（果実）であっても良い。
さらに、殺菌する対象は野菜や果物等の植物性食品に限られるものではなく、たとえば、卵、畜肉、魚肉など動物性食品の殺菌に用いても良く、また、ソーセージやこんにゃく等の加工食品に用いても良い。【０７５８】
また、亜酸化窒素溶液の殺菌効果を向上させるために、他の殺菌剤と混合して使用するようにしても良い。混合可能な殺菌剤としては、亜酸化窒素から生じた原子状酸素の存在下でも殺菌能力を失わないものであれば良く、たとえば過酸化水素が挙げられる。【０７５９】
実施例４において、被処理物は、形状に関して板状の物、表面に凹凸のある物、内部に空間がありこの空間の開口がある物、シート状の物、比較的大きな物その他の物とすることができる。【０７６０】
また、パターニングに関しては、すでに述べたように、紫外光を溶液に局所的に照射することにより被処理物を局所的に脱色することができるが、さらに、たとえば、合成石英レンズから成るレンズにより紫外光を集光して被処理物に照射すれば、紫外光の光強度を大きくすることができ、かつ、照射する領域を例えばマイクロメーターのオーダー又はこれ以下まで絞ることができる。【０７６１】
パターニングを行う際に、マスクに形成されたパターンを縮小率１対１で転写するためには紫外光が平行光線であることが望ましい。また、プロジェクションタイプの露光を行うこともできる。この場合は、ＫｒＩエキシマランプと被処理物との間にレンズ系を設け、マスクのパターンを拡大又は縮小し、被処理物の表面で結像するようにする。こうすることにより、マスクに形成されたパターンを拡大又は縮小し、脱色を行うことができる。【０７６２】
第５実施例において、物質の製造は、シクロヘキサンを酸化してε−カプロラクトンを生成するもの、メタクリル酸アリルを酸化してメタクリル酸グリシジルを生成するものや、キトサンを酸化して低分子キトサンを生成するもの等、所定の物質を酸化して、機能性を有する物質を得るものであれば特に限定されるものではない。【０７６３】
特に、本実施例は、アルコールを酸化して、アルデヒド、ケトン、カルボン酸等を生ずる反応や、アミンを酸化してアミンオキシドを生ずる反応、スルフィドやスルホキシドを酸化してスルホンを生ずる反応、芳香族化合物を酸化してカルボン酸を生ずる反応、ベンゼン誘導体を酸化してカルボン酸を生ずる反応、ハロゲン化合物を酸化してカルボン酸を生ずる反応、アルケンを酸化して、アルデヒド、カルボン酸、アルコール、エーテル、ケトンを生ずる反応、アリールを酸化してアルデヒドを生ずる反応、アルキンを酸化してアルデヒドやアルケンを生ずる反応、ケトンを酸化してカルボン酸誘導体を生ずる反応に応用することが考えられる。【０７６４】
第６実施例において、被処理物は、形状に関して板状の物、表面に凹凸のある物、内部に空間がありこの空間の開口がある物、シート状の物、比較的大きな物その他の物とすることができる。【０７６５】
また、パターニングに関しては、すでに述べたように、紫外光を溶液に局所的に照射することにより被処理物を局所的に酸化することができるが、さらに、たとえば、合成石英レンズから成るレンズにより紫外光を集光して被処理物に照射すれば、紫外光の光強度を大きくすることができ、かつ、照射する領域を例えばマイクロメーターのオーダー又はこれ以下まで絞ることができる。【０７６６】
パターニングを行う際に、マスクに形成されたパターンを縮小率１対１で転写するためには紫外光が平行光線であることが望ましい。また、プロジェクションタイプの露光を行うこともできる。この場合は、ＫｒＩエキシマランプと被処理物との間にレンズ系を設け、マスクのパターンを拡大又は縮小し、被処理物の表面で結像するようにする。こうすることにより、マスクに形成されたパターンを拡大又は縮小し、酸化を行うことができる。【０７６７】
第７実施例において、被処理物は、形状に関して板状の物、表面に凹凸のある物、内部に空間があり、この空間の開口がある物、シート状の物、比較的大きな物その他の物とすることができる。【０７６８】
また、被処理物の材質は、シリコン、シリコン基板、アルミニウム、銅、鉄、亜鉛、チタン、タンタル、銀、ジルコニウム、タングステン、クロム、モリブデン、ニッケル、ハフニウム、ルテニウム、ニオブ、イットリウム、スカンジウム、ネオジウム、ランタン、セリウム、コバルト、バナジウム、マンガン、ガリウム、ゲルマニウム、インジウム、スズ、ロジウム、パラジウム、カドミウム、アンチモン、水銀カドミウムテルル、ガリウムアルミニウムヒ素、インジウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、インジウムリン、インジウムアンチモン、ガリウムヒ素、ガリウムアンチモン、ガリウムリン、及びこれらを含む合金から選ばれる一種を使用することができる。【０７６９】
また、被処理物として、シリコンウエハーなど半導体基板等の回路基板などの基板等を用いることができる。すなわち、被処理物はシリコン基板自体であっても良いし、シリコン基板、ガラス基板等の表面に形成したモリブデン、アルミニウムその他の導体膜とし、半導体、絶縁体の上に導体膜のパターンを形成することができる。また、絶縁基板の上に銅箔を形成したプリント基板を被処理物とし、フォトレジスト等の感光性膜を使用しないでプリント基板のパターニングを行ってもよい。【０７７０】
また、パターニングに関しては、すでに述べたように、紫外光を溶液に局所的に照射すること等により被処理物の表面を局所的に加工することができるが、さらに、例えば、合成石英レンズから成るレンズにより紫外光を集光して被処理物に照射すれば、紫外光の光強度を大きくすることができ、かつ、照射する領域を例えばマイクロメーターのオーダー又はこれ以下まで絞ることができる。被処理物としてシリコン基板を使用すれば、その表面の微小な領域を所定の深さに加工することができる。【０７７１】
パターニングを行う際に、マスクに形成されたパターンを縮小率１対１で転写するためには紫外光が平行光線であることが望ましい。また、プロジェクションタイプの露光を行うこともできる。この場合は、ＫｒＩエキシマランプと被処理物との間にレンズ系を設け、マスクのパターンを拡大又は縮小し、被処理物の表面で結像するようにする。こうすることにより、マスクに形成されたパターンを拡大又は縮小し、酸化を行うことができる。【０７７２】
これらのことから分かるように、本発明にかかる被処理物の酸化方法、酸化装置は、半導体回路等の各種のデバイスの製造方法、製造装置として用いることができるものであり、本発明にかかる酸化された物質は、かかる各種のデバイスとすることができるものである。【０７７３】
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。【０７７４】
以上、種々の改質方法及び改質装置について説明したが、これらの改質装置における亜酸化窒素ガスの供給、亜酸化窒素の溶解方法、濃度検出、廃液処理は次のようにすることができる。【０７７５】
亜酸化窒素ガスは、高圧容器に充填された液化ガス等の圧縮ガスのガスボンベにより供給可能であり、これを改質装置近傍に設置することができる。工場や製造所の大型高圧容器から集中配管を利用して供給することもできる。改質装置にカセット式ガスボンベのような小型容器を装着し供給しても良いし、改質装置内や改質装置近傍又は作業場内に亜酸化窒素生成装置を設け、この生成装置で生成した亜酸化窒素を直接、改質装置内のタンクや処理槽に供給しても良い。【０７７６】
亜酸化窒素ガスは次のようにして生成することができる。工業的な方法として、（１）酸素あるいは空気を使用して金属酸化物触媒存在下でアンモニアを２００℃〜５００℃で加熱し生成するアンモニア酸化法、（２）硝酸アンモニウムを熱分解する、もしくは硝酸ソーダを硫酸アンモニウムの混合物を加熱し生成する硝酸アンモニウム分解法、（３）スルファミン酸を二段階以上に分割し供給したり、硫酸を添加しながら、スルファミン酸と硝酸を反応させる方法を、実用的な規模で用いることができる。【０７７７】
また、少量生産の場合は、ガスクロマトグラフィ等に用いられるガラスキャピラリ内にオゾンガスと窒素ガスを通すことにより亜酸化窒素を生成させることができ、少量の亜酸化窒素ガスを効率よく生成するのに適している。【０７７８】
亜酸化窒素ガスを溶媒中へ溶解する方法としては、（１）プラスチック製ないしはセラミック製の多孔材よりなる散気板または散気管を溶媒中に没するように設置し、前述のガスボンベや発生装置などから、この散気板または散気管に亜酸化窒素ガスを供給し、溶媒中にバブリングさせる方法、（２）エジェクターを使用し、加圧された溶媒をエジェクターのノズルより噴出させ、発生した負圧を利用して亜酸化窒素ガスを溶媒中に吸込ませ溶解させるもの、加圧された棚段塔、充填塔、シャワー塔、気泡塔などを用いて亜酸化窒素ガスと溶媒を接触させ溶解させるもの、耐圧容器中で加圧された亜酸化窒素ガスに接した溶媒を攪拌し、溶解させるもの、小型耐圧容器中で加圧された溶媒と亜酸化窒素ガスを高速攪拌混合し、溶解させるもの等のように機械的に混合し、溶解する方法、（３）ポリテトラフルオロエチレンのような疎水性樹脂からなる多孔質膜中空糸にて、樹脂の疎水性と孔の気体透過性を利用して気体を液体に溶解させる、または非多孔質ガス透過膜中空糸にて、樹脂内部にて気体の溶解・拡散機構を利用して樹脂を透過した気体を液体に溶解させることにより、任意の圧力で、気泡を発生させることなく亜酸化窒素ガスを溶媒中に溶解させる中空糸膜を用いた溶解方法等がある。【０７７９】
更にこれらの方法に、超音波や勾配を有する磁場を併用し、亜酸化窒素ガスの溶媒中への溶解量、溶解速度を向上させることができる。
本発明にかかる改質装置に必要な亜酸化窒素ガスの濃度や亜酸化窒素含有液の量を考慮すると、亜酸化窒素ガスを無駄なく、効率よく、短時間で溶媒中に溶解する方法として中空糸膜を使用するのが好ましい。【０７８０】
溶媒中の亜酸化窒素の濃度管理、検知法について説明する。
溶媒中の亜酸化窒素は、前述の所定の方法により亜酸化窒素ガスを溶媒に溶かし込み、その溶かしこみ時間やガスの供給圧力などを管理することで概ね一定の濃度を維持することが可能である。そのため、改質装置内に溶媒中の亜酸化窒素濃度を検出、記録、管理は必ずしも必要としないという利点がある。【０７８１】
しかし、濃度を厳密に管理する必要が生じた場合、次のように亜酸化窒素濃度の検出、管理等を行うことができる。（１）作用極と対極、必要に応じて再生極の２つ以上の電解電極と、電極間を仕切るイオン交換膜と、ハロゲンイオンを含む電解液を有する電解セルを用い、亜酸化窒素を電解するときに流れる電流、あるいはその時の全クーロン数を測定する電解セルによる電解法、（２）所定波長を有する紫外線を、亜酸化窒素含有溶媒に貯留したセルに照射し、セルを挟んで光源に対向する位置に配置された受光系によって吸光度を測定する分光測定法、（３）ＪＩＳのＫ０１０２に規定されているＴＮ（全窒素）分析法、（４）亜酸化窒素含有溶媒中に不活性ガスを圧送散気させる等して、溶媒内に溶存する亜酸化窒素を気相中へ移動させて、非分散型赤外線吸収法、紫外線吸光高度法や酸素イオン伝導性の固体分解質による電気化学式の測定センサを用いて気相中の亜酸化窒素濃度を測定する方法、などを使用することができる。本発明のウエットエッチング装置の溶液を供給する際、あるいは、被処理物を浸漬している容器内の溶液管理に使用することができる。【０７８２】
亜酸化窒素の廃液処理について説明する。
処理後の溶媒中には、多くとも数百ｐｐｍ程度の亜酸化窒素が残留するのみであり、処理後のリンス水や他の工程の廃水との混合により、廃液中の亜酸化窒素はきわめて少なくなる。そのために、基本的には、改質装置内に亜酸化窒素を分解、除外するための機構を設ける必要がないという利点がある。【０７８３】
また、廃液中の亜酸化窒素以外の成分を処理するために、中和処理、活性汚泥処理、電解処理などを実施する場合には、亜酸化窒素がこれらの処理を阻害することはないことから、廃液中の亜酸化窒素を処理することなく汚泥処理等を実施することが可能である。更に、亜酸化窒素を含有した廃液を他の作業場や廃棄物処理場などに輸送する場合にも、亜酸化窒素は、過酸化水素などの酸化剤のような異常分解を起こすことがないため、廃液中の亜酸化窒素を輸送前に処理する必要はないという利点を有する。【０７８４】
ただし、他の工程との関係や作業場全体の環境管理との関係により、改質装置内にて亜酸化窒素を分解し、改質装置からの亜酸化窒素の排出量を低減する必要がある場合には、排水中の亜酸化窒素の分解法としては、次のようなものがある。（１）廃水に一定時間紫外線を照射して分解する方法、（２）白金などの貴金属をアノードとして電気分解する方法、（３）触媒存在下での水素ガスとの反応により還元分解する方法、（４）嫌気状態で亜酸化窒素内の酸素を用いて呼吸する微生物を利用して微生物分解、などであり、必要に応じてこれらの方法を改質装置に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０７８５】
本発明は、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）を含む溶液を物質に接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射することにより前記物質の改質を行う物質の改質方法であるので、環境に対する負荷が小さく、取り扱いが容易であるとともに、物質そのもの又は物質表面又は物質表面の付着物等の改質を高効率で行うことができる物質の改質方法を提供することができる。また、本発明は、かかる物質の改質方法を用いて物質そのもの又は物質表面又は物質表面の付着物等の改質化を行う物質の改質装置にあるので、環境に対する負荷が小さく、取り扱いが容易であるとともに、物質そのもの又は物質表面又は物質表面の付着物等の改質を高効率で行うことができる物質の改質装置を提供することができる。また、本発明は、かかる物質の改質方法またはかかる物質の改質装置によって改質を行うことで得られる改質された物質にあるので、高効率で改質された物質を提供することができる。さらに、本発明によれば、物体に接触される亜酸化窒素含有溶液は、増粘剤をも含むものであり、物体に接触させたときその接触位置にとどまりやすいという性質を備えているので、酸化させたい部分だけに部分的に溶液を接触させて酸化させることが可能である。また、本発明に係る物体の酸化装置の溶液供給手段によって供給される亜酸化窒素含有溶液には増粘剤が含まれているので、物体に接触させた溶液はその接触位置に留まりやすい。したがって、酸化させたい部分だけに部分的に溶液を接触させて酸化させることが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【国際調査報告】
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