(57)【要約】【課題】  光触媒におけるような触媒失活の問題がなく、また、被洗浄物の表面に接している有機物に限定されることなく有機物汚れに対して分解作用を発揮することが可能な、洗浄方法を提供する。また、該洗浄方法に用いることのできる洗浄装置を提供する。【解決手段】  （ａ）硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンの水溶液を、被洗浄体の表面に付着させる工程と、（ｂ）工程（ａ）の後に、又は、工程（ａ）を行いながら、被洗浄体に波長２５０ｎｍ以下の紫外線を照射する工程とを有する洗浄方法とし、前記水溶液を貯留する溶液タンクと、水溶液を被洗浄体の表面に付着させる適用手段と、被洗浄体の表面に発光波長が２５０ｎｍ以下である紫外発光ダイオードから発せられた紫外線を照射する紫外線光源と、を有する洗浄装置とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンが溶解した水溶液からなる洗浄液を、有機汚れ又は有機−無機複合汚れが表面に付着した被洗浄体の表面に付着させる工程と、
（ｂ）前記工程（ａ）の後に、又は、前記工程（ａ）を行いながら、前記被洗浄体の表面に付着する前記洗浄液に２５０ｎｍ以下の波長を有する紫外線を照射する工程と、を含み、
前記紫外線の照射によって発生したヒドロキシルラジカルの作用によって前記有機汚れ又は有機−無機複合汚れを分解して前記被洗浄体の表面から除去することを特徴とする、被洗浄体の洗浄方法。
【請求項２】
（ｃ）前記工程（ｂ）の後に、前記被洗浄体の表面から前記洗浄液を水で洗い流す工程
をさらに有する、請求項１に記載の洗浄方法。
【請求項３】
硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンが溶解した水溶液からなる洗浄液を貯留する、溶液タンクと、
前記洗浄液を被洗浄体の表面に付着させる、適用手段と、
前記被洗浄体の表面に付着する前記洗浄液に、発光波長２５０ｎｍ以下の紫外発光ダイオードから発せられた紫外線を照射する、紫外線光源と
を有することを特徴とする、洗浄装置。
【請求項４】
前記被洗浄体の表面から前記洗浄液を水で洗い流す、水洗浄手段をさらに有する、請求項３に記載の洗浄装置。
【請求項５】
硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンが溶解した水溶液からなることを特徴とする、請求項１又は２に記載された洗浄方法用洗浄液。
【請求項６】
硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンが溶解した水溶液からなり、水で希釈することによって請求項５に記載の洗浄液を調製するために用いられる、洗浄原液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品の洗浄方法および洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
物品に付着する有機物の汚れを分解除去するために、物品の表面に光触媒を含む層（光触媒コート層）を形成することが提案されている（特許文献１）。光触媒は、光照射を受けることにより有機物を酸化分解する機能を有する。光触媒としては例えばルチル型およびアナターゼ型の酸化チタンが知られている。例えば、光触媒酸化チタン及びバインダーを含むコーティング剤を物品の表面に塗布した後、該コーティング剤を硬化させることにより、物品の表面に光触媒コート層が形成される。バインダーとしては、例えばケイ酸塩系バインダー、リン酸塩系バインダー、無機コロイド、金属アルコキシド、フッ素樹脂等のバインダーが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０６８１３６号公報
【特許文献２】特許第４８０３６８４号公報
【特許文献３】特許第４３３２１０７号公報
【特許文献４】特開２０１２−２０５６１５号公報
【特許文献５】国際公開第２０１０／１４０５８１号パンフレット
【特許文献６】特開２００６−２３７５６３号公報
【特許文献７】特許第５５９１３０５号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】飯島崇文  他，「難分解性有害有機物処理への適用を目指すＯＨラジカル発生装置」，東芝レビューＶｏｌ．６１，Ｎｏ．８（２００６）．
【非特許文献２】Jorge L. Lopez et al., "Hydroxyl radical initiated photodegradation of 4-chloro-3,5-dinitrobenzoic acid in aqueous solution", Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, Vol.137, pp.177-184, 2000.
【非特許文献３】Soo-Myung Kim et al., "Degradation of Organic Pollutants by the Photo-Fenton-Process", Chem. Eng. Technol. Vol. 21, pp.187-191, 1998.
【非特許文献４】Hyun-Seok Son, et al., "Effect of Nitrite and Nitrate as the Source of OH Radical in the O3/UV Process with or without Benzene", Bull. Korean Chem. Soc. 2011, Vol. 32, No. 8, 3039-3044.
【非特許文献５】Guus F. IJpelaar, et al., "UV disinfection and UV/H2O2 oxidation: by-product formation and control", Techneau, D2.4.1.1, 1-27.
【非特許文献６】Yoshiko YANO, et al., "Reducing Nitrogen Content in Industrial Wastewater by Ultraviolet Irradiation", Journal of Japan Society on Water Environment 2007, Vol.30, No.11, pp.661-664.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、光触媒には、金属炭酸塩等のミネラル分が光触媒表面に付着することにより、光触媒の触媒活性が低下する（触媒失活）という問題がある。また、物品の表面に形成された光触媒コート層は、あくまで光触媒コート層の表面に接している有機物を分解するに過ぎない。そのため、例えば物品の表面に汚れが厚く付着した場合には、光触媒に到達する光が汚れによって遮られることとも相まって、光触媒の機能のみによって汚れを除去することは困難になりやすい。
【０００６】
そこで本発明は、光触媒におけるような触媒失活の問題がなく、また、被洗浄物の表面に接している有機物に限定されることなく有機物汚れに対して分解作用を発揮することが可能な、洗浄方法を提供することを課題とする。また、該洗浄方法に用いることのできる洗浄装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、光触媒による有機物汚れの分解除去は、光触媒作用によって発生したヒドロキシルラジカル（ＯＨラジカルともいう。）の酸化作用によることに着目し、光触媒を用いずに被洗浄体の表面にＯＨラジカルを供給することができれば、上記課題を解決できると考えた。
【０００８】
ＯＨラジカルについて、例えば特許文献２には、水不溶性のリグニンを含むリグニン粉末を、リグニンの低分子化物が溶解しリグニンが溶解しない溶媒の共存下に亜硝酸ナトリウム水溶液中で懸濁させながら、紫外線、電子線、またはガンマ線を照射して発生させたヒドロキシルラジカルと反応させる、リグニンの低分子化方法が記載されている。
【０００９】
特許文献３には、表面に水を粒状に保持可能な保水面に形成した保水体に水を供給し、該保水面を水滴で濡れた状態に保持する保水工程と、該保水面に付着させた水滴に対し、１０ｍｍ以内の至近距離から波長が２５４ｎｍの紫外線を、近傍を１０℃〜４０℃の温度域に制御しつつ照射して、該照射紫外線のエネルギーで水滴にＯＨラジカルを生成させる照射工程と、該ＯＨラジカルを含む水滴を保持している保水面に対してエチレンガスを含む気体を通風させてＯＨラジカルに該エチレンガスを接触させる反応工程と、から成り、ＯＨラジカルにエチレンガスを接触反応させてエタンと水に改質する、エチレンガスの改質方法が記載されている。
【００１０】
特許文献４には、ポリウレタンフォームなどの高分子多孔体に波長２５４ｎｍの紫外線を照射してＯＨラジカルを発生させながら、該多孔体の内部にエチレンガスを流通させて、該エチレンガスを分解する技術が開示されている。
【００１１】
特許文献５には、オゾンと、過酸化水素と、水溶性有機物、無機酸、該無機酸の塩、及びヒドラジンからなる群より選択される少なくとも１種以上の添加物質とを純水に溶解させてヒドロキシルラジカル含有水を生成する生成工程と、生成したヒドロキシルラジカル含有水をユースポイントに移送する移送工程と、移送後のヒドロキシルラジカル含有水をユースポイントで供給する供給工程とを含む、ヒドロキシルラジカル含有水供給方法が開示されている。
【００１２】
非特許文献１には、酸素と水を含むガス中でコロナ放電を行うことによって発生したＯＨラジカルを処理水に溶解させて処理水中の有機物を分解する技術が開示されている。
【００１３】
非特許文献２及び３には、水（Ｈ２Ｏ）やＦｅ（ＯＨ）２＋が紫外線照射によってＯＨラジカルを発生させることが記載されている。
【００１４】
ところが、特許文献２、３及び４に開示されている技術は、特定の物質や有害物質を分解することを目的とするものであり、物品に付着した有機汚れの除去技術に直接関係するものではない。また、特許文献５や非特許文献１に記載されている方法では、ＯＨラジカルやその前駆体となるオゾンを発生させるために特殊な装置が必要である。さらに、特許文献５に開示されている方法では、環境基準の観点から許容濃度が極めて低いオゾンを使用しなければならない。したがって、これらの文献に開示されている方法は、そのままでは一般家庭などでも運用可能な汎用的な洗浄方法とすることはできないと考えられる。加えて、特許文献３に開示されている技術については、紫外線照射により水から高濃度のＯＨラジカルを生成させることは困難である。
【００１５】
本発明者等は、被洗浄体の表面に保持される水に、紫外線照射によりＯＨラジカルを発生する物質を添加すると共に、照射する紫外線のエネルギーを高めることを着想し、本発明を完成するに至った。
【００１６】
本発明の第１の態様は、（ａ）水の共存下における紫外線照射によってヒドロキシルラジカルを生成する物質又はイオンが溶解した水溶液からなる洗浄液を、有機汚れ又は有機−無機複合汚れが表面に付着した被洗浄体の表面に付着させる工程と、（ｂ）前記工程（ａ）の後に、又は、前記工程（ａ）を行いながら、前記被洗浄体の表面に付着する前記洗浄液に発光波長２５０ｎｍ以下の波長を有する紫外線を照射する工程と、を含み、前記紫外線の照射によって発生したヒドロキシルラジカルの作用によって前記有機汚れ又は有機−無機複合汚を分解して前記被洗浄体の表面から除去することを特徴とする、被洗浄体の洗浄方法である。
【００１７】
上記本発明の第１の態様では、前記洗浄液は、ヒドロキシルラジカル（ＯＨラジカル）発生の容易さの観点から、硝酸イオン、亜硝酸イオン及び過酸化水素から選ばれる少なくとも１種が溶解した水溶液からなることが好ましく、オゾンを実質的に含有しないことが更に好ましい。なお本明細書において、洗浄液が「オゾンを実質的に含有しない」とは、洗浄液中のオゾン濃度が０〜０．１質量ｐｐｍであることを意味する。
【００１８】
また、ＯＨラジカルの発生効率が高く、より高い洗浄効果が得られることから、洗浄液として亜硝酸イオンの水溶液を使用し、２１０ｎｍ以上、２４０ｎｍ以下の波長を有する紫外線を照射することが特に好ましい。
【００１９】
本発明の第２の態様は、水の共存下における紫外線照射によってヒドロキシルラジカルを生成する物質又はイオンが溶解した水溶液からなる洗浄液を貯留する、溶液タンクと、前記洗浄液を被洗浄体の表面に付着させる、適用手段と、前記被洗浄体の表面に付着する前記洗浄液に、紫外発光ダイオードから発せられた発光波長２５０ｎｍ以下の紫外線を照射する、紫外線光源と、を有することを特徴とする、洗浄装置である。
【００２０】
本発明の第３の態様は、硝酸イオン、亜硝酸イオン及び過酸化水素から選ばれる少なくとも１種が溶解した水溶液からなることを特徴とする、本発明の第１の態様の洗浄方法用の洗浄液である。一の好ましい実施形態において、本発明の洗浄液は、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを含有する水溶液からなる。他の一の好ましい実施形態において、本発明の洗浄液は、過酸化水素と、水溶性有機物、無機酸及び前記無機酸の塩からなる群より選ばれる少なくとも１種と、を含んでなる水溶液からなる。
【００２１】
また、本発明の第４の態様は、硝酸イオン、亜硝酸イオン及び過酸化水素から選ばれる少なくとも１種が溶解した水溶液からなり、水で希釈することによって本発明の第３の態様に係る洗浄液を調製するために用いられる、洗浄原液である。
【００２２】
本発明の第４の態様に係る洗浄原液において、上記物質又はイオンの濃度は洗浄液における濃度の２〜１００倍であることが好ましく、５〜５０倍であることが特に好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の第１の態様に係る洗浄方法によれば、オゾン等の許容濃度が低い物質を使用することなく、しかも水から直接ＯＨラジカルを生成させる場合に比べてはるかに効率的にＯＨラジカルを発生させることができる。そして、紫外線照射により洗浄液中に発生したＯＨラジカルが汚れに直接作用するので、光触媒におけるような触媒失活の問題がなく、また、被洗浄物の表面に接している有機物に限定されることなく、有機物汚れに対して分解作用を発揮することが可能である。
【００２４】
本発明の洗浄方法は、たとえば、エアコン、トイレの便器、浴槽、洗面用或いは流し台用のシンク、排水管、換気扇等の表面に有機汚れが付着しやすい各種物品の有機物汚れの除去に好ましく用いることができる。
【００２５】
更に、本発明の洗浄方法は、光触媒を用いた場合と同様に、光照射によって発生したＯＨラジカルにより有機物を分解除去するものであり、これら物品に（光触媒を使用せずに）セルフクリーニング機能を持たせることができる。そして、これら物品について、定期的又は使用後に毎回本発明の洗浄方法を適用するようにすることにより、清浄な状態を長期間保つことが可能となる。
【００２６】
本発明の第２の態様に係る洗浄装置は、本発明の第１の態様に係る洗浄方法に好ましく用いることができる。
【００２７】
本発明の第３の態様に係る洗浄液は、本発明の第１の態様に係る洗浄方法における洗浄液として好ましく用いることができる。
【００２８】
本発明の第４の態様に係る洗浄原液によれば、本発明の第３の態様に係る洗浄液を容易に調製することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一の実施形態に係る洗浄装置１００の構成を模式的に説明する図である。
【図２】本発明の一の実施形態に係る洗浄方法Ｓ１００を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の洗浄方法は、（ａ）水の共存下における紫外線照射によってヒドロキシルラジカルを生成する物質又はイオンが溶解した水溶液からなる洗浄液を、有機汚れ又は有機−無機複合汚れが表面に付着した被洗浄体の表面に付着させる工程と、（ｂ）前記工程（ａ）の後に、又は、前記工程（ａ）を行いながら、前記被洗浄体の表面に付着する前記洗浄液に２５０ｎｍ以下の波長を有する紫外線を照射する工程と、を含み、前記紫外線の照射によって発生したヒドロキシルラジカルの作用によって前記有機汚れ又は有機−無機複合汚れを分解して前記被洗浄体の表面から除去することを特徴とする。
【００３１】
ここで、水の共存下における紫外線照射によってヒドロキシルラジカル（ＯＨラジカル）を生成する物質又はイオンとしては、オゾン以外の物質であって、このような性質を有する物質又はイオンを特に制限なく用いることができる。そのような物質及びイオンの例としては、硝酸イオン、亜硝酸イオン、ウレタン化合物、セルロース誘導体及び過酸化水素などを挙げることができる。これらの中でも、取り扱いの容易さ及びＯＨラジカル発生効率の観点から、該物質又はイオンは、硝酸イオン、亜硝酸イオン及び過酸化水素から選ばれる少なくとも１種であることが好ましく、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンであるか又は過酸化水素であることが最も好ましい。
【００３２】
前記洗浄液中における前記物質又はイオンの濃度が高いほどＯＨラジカルは生成し易いが、該濃度が高すぎると折角生成したＯＨラジカルどうしが反応して消滅するため効率的ではなく、また溶質が析出するという問題も発生する。このような理由から、前記洗浄液中における該物質又はイオンの濃度は、０．０１ｍＭ〜１０Ｍであることが好ましく、０．０５ｍＭ〜５Ｍであることがより好ましく、０．１ｍＭ〜１Ｍであることが特に好ましい。なお、ここでＭは（ｍｏｌ／リットル）を表す。
【００３３】
なお、水の共存下における紫外線照射によってヒドロキシルラジカル（ＯＨラジカル）を生成するイオンを水溶液中に存在させるためには、該イオンの共役酸又は塩を水に溶解させればよい。溶解して硝酸イオンを与える物質としては、硝酸、及び、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸カルシウム、硝酸リチウムなどの硝酸塩が好適に使用でき、溶解して亜硝酸イオンを与える物質としては、亜硝酸、及び、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウムなどの亜硝酸塩が好適に使用できる。
【００３４】
硝酸イオンは２４０ｎｍ以下の波長を有する紫外線の照射によって直接ＯＨラジカルを生成する反応を起こすことが知られている（非特許文献４及び５参照）。また、一旦、亜硝酸イオンに還元されてからＯＨラジカルを生成し、該還元反応がエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、グリシン、グリコール酸などの共存によって促進されることも知られている（非特許文献６）。実際に紫外線を照射したときには恐らく両方の反応が起こるものと考えられる。
【００３５】
一方、特許文献２に示されるように亜硝酸イオンは波長３００〜４００ｎｍに吸収を有する。結合エネルギーの観点からは、硝酸イオンから直接ＯＨラジカルを生成するより亜硝酸イオンからＯＨラジカルを生成する方が有利である。更に、エネルギーの高い（短波長の）紫外線を照射することにより、その光反応の量子効率は更に高くなると考えられる（非特許文献２及び３参照）。
【００３６】
したがって、洗浄液の溶質として硝酸イオンを用いる場合には、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、グリシン、グリコール酸などの、硝酸イオンの還元反応を促進する物質を、硝酸イオンの量（モル又はグラムイオン）に対して０．１〜１．２倍程度の量（モル又はグラム分子）で共存させることが好ましい。
【００３７】
また、過酸化水素は波長２９０ｎｍ以下の紫外線を吸収してＯＨラジカルを発生する。そして、過酸化水素が水溶性有機物や炭酸塩などの無機酸の塩と共存する場合には、これらの物質が関与する連鎖反応により、発生したＯＨラジカルの見かけ上の寿命が長くなる（特許文献５参照）。したがって前記洗浄液が過酸化水素を含む場合には、該洗浄液は更に、水溶性有機物（例えば、イソプロピルアルコールなどの低級（炭素数１〜５の）アルコール等。）及び／又は炭酸塩（例えば、炭酸ナトリウム等。）を、洗浄液全量基準で１〜１００質量ｐｐｍ含むことが好ましい。
【００３８】
水溶性有機物が関与する連鎖反応によるＯＨラジカルの長寿命化は、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを用いた場合にも期待することができる。したがって、洗浄液が硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを含む場合にも、該洗浄液は水溶性有機物（例えば、イソプロピルアルコールなどの低級（炭素数１〜５の）アルコール等。）を、洗浄液全量基準で１〜１００質量ｐｐｍ含むことが好ましい。
【００３９】
前記洗浄液は、水の共存下における紫外線照射によってＯＨラジカルを生成する物質、又は、水の共存下における紫外線照射によってＯＨラジカルを生成するイオンを与える物質を、所定量水に溶解させることにより調製することができる。このとき、濃度の高い原液を準備し、該原液を適宜水で希釈することにより洗浄液を調製してもよい。また、これら洗浄液及び原液は、それ自体を商品として流通させることもできる。その場合には、該洗浄液または原液の変質等を防止することができるという観点から、該洗浄液または原液を紫外線遮蔽性の容器内に収容密閉し、冷暗所で保存することが好ましい。但し、ＯＨラジカルを生成する前記物質が変質し上記容器内の圧力が上昇する場合は、例えば通気孔を有する蓋により栓をする等により、上記容器の密閉を避けることが好ましい。洗浄液または原液を保存する容器の形態は特に限定されず、ボトルやパウチなどが採用できる。
【００４０】
本発明の洗浄方法において、工程（ｂ）では、前記洗浄液中においてＯＨラジカルを発生させるために２５０ｎｍ以下の波長を有する紫外線を照射する必要がある。紫外線の波長は短ければ短いほどエネルギーが高いのでＯＨラジカルの発生にとっては都合が良いが、２１０ｎｍ未満の短波長の紫外線を比較的高強度で出射することができる光源を準備することは困難である。したがって、２１０ｎｍ以上、２４０ｎｍ以下の波長を有する紫外線を照射することが好ましい。また、装置を小型化でき、メンテナンスを容易化できるという観点から、光源としては、２１０ｎｍ以上２４０ｎｍ以下の波長領域にピークを有する紫外線を出射する紫外線発光ダイオード（ＵＶ−ＬＥＤ）を使用することが好ましい。
【００４１】
本発明の洗浄方法においては、連鎖反応によるＯＨラジカルの長寿命化が図られる洗浄液を使用すると共に、工程（ａ）の開始前から前記洗浄液に対する紫外線照射を開始することが好ましい。かかる形態によれば、紫外線照射時間を長くすることにより、前記洗浄液に対する積算照射量を高くできるので、紫外線照射によるＯＨラジカルの発生をより確実に行って、被洗浄物表面におけるＯＨラジカル濃度を高くすることができる。たとえば、タンクに貯留した洗浄液を、ポンプを用いて導管（ホース）を経由して移送し、ノズルから噴霧することにより被洗浄物表面に付着させる場合には、導管内および／またはノズル内に配置された光源から、該光源の箇所を通過する洗浄液に紫外線を照射することにより、工程（ａ）の開始前から洗浄液への紫外線照射を開始することができる。また、導管およびノズルの外部に配置された光源と、導管および／またはノズルの内部に配置された出射部と、光源から出射部に紫外線を導く導光部（例えば光ファイバなど。）とを用いて、該出射部から洗浄液へＵＶを照射することによっても、工程（ａ）の開始前から洗浄液への紫外線照射を開始することができる。出射部は、光ファイバ用コリメータ、レンズ拡散板、拡散レンズ又は導光板であることが好ましく、照射領域を広くすることができるという理由からレンズ拡散板、拡散レンズ又は導光板であることが特に好ましい。本明細書において、「光ファイバコリメータ」とは、光ファイバからの出射光をコリメート光（平行光）とする部材である。光ファイバコリメータとしては、例えば、光ファイバ用フェルールに非球面レンズを組み込んだコネクタタイプの部材を好適に使用できる。「レンズ拡散板」（Light Shaping Diffuser）とは、拡散フィルム、拡散フィルター又は拡散シートとも呼ばれ、表面にランダムに形成される微小なレンズの作用等により、光を円形や楕円形などに拡散整形して均一な照射を可能にする部材である。また、商業的に入手可能な拡散レンズの好ましい一例としては、株式会社エンプラス社製Light Enhancer Cap（登録商標）を挙げることができる。導光板の好ましい一例としては、たとえば特開２００６−２３７５６３号公報（特許文献６）に開示されている面発光デバイスを挙げることができる。
【００４２】
本発明の上記した作用および利得は、以下に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下、水の共存下における紫外線照射によってＯＨラジカルを生成するイオンとして亜硝酸イオンを用いた場合を例に、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。ただし、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。なお、図面は必ずしも正確な寸法を反映したものではない。また図では、一部の符号を省略することがある。本明細書においては特に断らない限り、数値Ａ及びＢについて「Ａ〜Ｂ」という表記は「Ａ以上Ｂ以下」を意味するものとする。かかる表記において数値Ｂのみに単位を付した場合には、当該単位が数値Ａにも適用されるものとする。また「又は」及び「若しくは」の語は、特に断りのない限り論理和を意味するものとする。
【００４３】
＜洗浄装置＞
図１は、本発明の一の実施形態に係る洗浄装置１００の構成を模式的に説明する図である。洗浄装置１００は、亜硝酸塩の水溶液からなる洗浄液１１（以下において単に「洗浄液１１」ということがある。）を貯留する溶液タンク１０と、洗浄液１１を被洗浄体１の表面に付着させる適用手段２０と、２５０ｎｍ以下、好ましくは２１０ｎｍ以上２４０ｎｍ以下の波長領域にピークを有する紫外線を出射する紫外発光ダイオード３１、３１、…から発せられた紫外線を被洗浄体１の表面に照射する紫外線光源３０と、被洗浄体１の表面から洗浄液を水で洗い流す水洗浄手段４０と、溶液を回収する回収手段５０とを有している。洗浄装置１００は、被洗浄体１を支持する支持台２をさらに有している。
【００４４】
溶液タンク１０には、亜硝酸塩の水溶液からなる洗浄液１１が貯蔵されている。洗浄液１１に溶解している硝酸塩は特に限定されるものではないが、水溶液１１は亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、亜硝酸カルシウム及び亜硝酸リチウムから選ばれる少なくとも１種の硝酸塩の水溶液であることが好ましく、これらの中でも入手容易性の観点から亜硝酸ナトリウムの水溶液であることが特に好ましい。
【００４５】
適用手段２０は、洗浄液１１を被洗浄体１に向けて噴霧するノズル２１と、溶液タンク１０からノズル２１まで洗浄液１１を導く配管２２と、配管２２の途中に設けられたポンプ２３とを有する。ポンプ２３が稼働すると、洗浄液１１が溶液タンク１０から配管２２を通ってノズル２１に導かれ、ノズル２１から被洗浄体１に向けて噴霧される。
【００４６】
紫外線光源３０は、基板３２と、該基板３２の表面に配列された、２５０ｎｍ以下、好ましくは２１０〜２４０ｎｍの波長領域にピークを有する紫外線を発光する紫外発光ダイオード３１、３１、…（以下において単に「紫外ＬＥＤ３１」ということがある。）とを有している。紫外ＬＥＤ３１は、出射光が被洗浄体１に向かうように、基板３２の表面に配置されている。それぞれの紫外ＬＥＤ３１は電源装置（不図示）に接続されており、通電されることにより波長２５０ｎｍ以下、好ましくは２１０〜２４０ｎｍの紫外線が被洗浄体１に向けて照射される。
【００４７】
被洗浄体１の表面に付着する洗浄液１１、すなわち噴霧直前及び／又は噴霧途中の洗浄液１１及び／又は噴霧によって表面に付着した洗浄液１１に、波長２５０ｎｍ以下、好ましくは２１０〜２４０ｎｍの紫外線が照射されると、洗浄液１１中でＯＨラジカルが発生し、ＯＨラジカルの作用により被洗浄体１表面の有機物汚れが分解される。ＯＨラジカルをより効率的に発生させる観点から、上記波長２５０ｎｍ以下、好ましくは波長２１０〜２４０ｎｍの紫外線の放射照度は、被洗浄体１が載置されていないときの支持台２の上面において、１ｍＷ／ｃｍ２以上であることが好ましく、５０ｍＷ／ｃｍ２以上であることがより好ましい。被洗浄体１が載置されていないときの支持台２の上面における紫外線の放射照度が上記下限値以上であることにより、被洗浄体１の表面の少なくとも一部において紫外線の放射照度を確実に上記下限値以上とすることができる。波長２５０ｎｍ以下、好ましくは波長２１０〜２４０ｎｍの紫外線の放射照度が上記下限値以上であることにより、より多くのＯＨを同時に発生させることができるので、より効率的に有機物汚れを分解することが可能になる。放射照度の上限は特に制限されるものではないが、通常５０００ｍＷ／ｃｍ２以下である。
【００４８】
紫外線照射に際しては、光源の出力に応じて光源と被洗浄体との距離及び照射時間を制御することにより、被洗浄体表面の少なくとも一部における積算照射量を５０ｍＪ／ｃｍ２以上とすることが好ましく、１００ｍＪ／ｃｍ２以上とすることが特に好ましい。
【００４９】
なお、高強度の紫外線を出射できるという理由から、光源としては、特許第５５９１３０５号公報（特許文献７）に開示されている光源を使用することが好ましい。すなわち、特許第５５９１３０５号公報（特許文献７）に開示されている光源は、紫外線を出射する棒状光源と、該棒状光源から出射された深紫外線を集光する集光装置とを有し、前記棒状光源は、円筒状または多角柱状の基体と、複数の紫外発光ダイオードとを有する棒状光源であって、該複数の紫外発光ダイオードが、各紫外発光ダイオードの光軸が前記円筒状または多角柱状の基体の中心軸を通るように前記円筒状または多角柱状の基体の側面に配置されていることにより、前記中心軸に対して放射状に紫外線を出射し、前記集光装置が、長楕円反射ミラーを有し、前記長楕円反射ミラーの焦点軸上に前記棒状光源が配置され、前記長楕円反射ミラーは、該長楕円反射ミラーの集光軸において集光された紫外線を出射するための紫外線出射用開口部を有し、前記紫外線出射用開口部に、前記集光された紫外線の指向性を高めるコリメート光学系を有する光源であり、集光により高強度の紫外線を出射することができる。該光源を紫外線光源３０として用いる形態によれば、瞬時に高濃度のＯＨラジカルを発生でき、高い洗浄効果が期待できる。該光源は、紫外線を帯状の光束として出射するので、該帯状の光束を順次ずらしながら被洗浄体表面の全面に紫外線を照射することによって、広い面積を有する被洗浄体１に対しても、確実な洗浄効果を得ることができる。
【００５０】
水洗浄手段４０は、水を貯蔵する水タンク４１と、水を被洗浄体１に向けて噴霧するノズル４２と、水タンク４１からノズル４２まで水を導く配管４３と、配管４３の途中に設けられたポンプ４４とを有する。ポンプ４４が稼働すると、水が水タンク４１から配管４３を通ってノズル４２に導かれ、ノズル４２から被洗浄体１に向けて噴射される。ノズル４２から噴射された水により、被洗浄体１の表面から洗浄液１１が、分解された汚れとともに洗い流される。
【００５１】
回収手段５０は、支持台２の下方および側方を囲むように設けられ、洗浄液１１及び水を受け容れるトレイ５１と、トレイ５１に受け容れられた洗浄液１１及び水を回収する回収タンク５２と、トレイ５１に受け容れられた洗浄液１１及び水を回収タンク５２へ導く配管５３とを有する。回収手段５０により、余剰の洗浄液１１、並びに、洗浄後の洗浄液１１及び水が回収される。
【００５２】
＜洗浄方法＞
図２は、本発明の一の実施形態に係る洗浄方法Ｓ１０（以下において単に「洗浄方法Ｓ１０」ということがある。）を説明するフローチャートである。洗浄方法Ｓ１０は、上記説明した洗浄装置１００を用いて、被洗浄体１を洗浄する方法である。洗浄方法Ｓ１０は、適用工程Ｓ１と、照射工程Ｓ２と、水洗工程Ｓ３とをこの順に有する。
【００５３】
適用工程Ｓ１は、亜硝酸塩の水溶液からなる洗浄液１１を被洗浄体１の表面に付着させる工程である。適用工程Ｓ１においては、適用手段２０のポンプ２３が運転され、溶液タンク１０に貯蔵されている洗浄液１１がノズル２１から被洗浄体１に向けて噴霧される。適用工程Ｓ１における洗浄液１１の噴霧量は、例えば、被洗浄体１の表面のうち次の照射工程Ｓ１において紫外線が照射される部分に万遍なく洗浄液１１が付着する量とすることができる。
【００５４】
照射工程Ｓ２は、適用工程Ｓ１の後に、被洗浄体１に発光波長２５０ｎｍ以下、好ましくは２１０〜２４０ｎｍの紫外発光ダイオードから発せられた紫外線を照射する工程である。照射工程Ｓ２においては、紫外線光源３０の紫外発光ダイオード３１、３１、…に電流が供給され、該紫外発光ダイオード３１、３１、…から波長２５０ｎｍ以下、好ましくは２１０〜２４０ｎｍの紫外線が被洗浄体１に向けて照射される。上記したように、波長２５０ｎｍ以下、好ましくは２１０〜２４０ｎｍの紫外線が被洗浄体１に向けて照射されることにより、被洗浄体１の表面の洗浄液１１中でＯＨラジカルが発生し、該ＯＨラジカルにより被洗浄体１表面の有機物汚れが分解される。洗浄液１１、および被洗浄体１に照射される紫外線の好ましい態様は、洗浄装置１００について上記した通りである。照射工程Ｓ２における紫外線の照射時間は、光源の出力に応じて適宜決定することができる。より確実に有機物汚れを分解する観点から、例えば被洗浄体１が載置されていないときの支持台２の上面における紫外線の積算照射量が５０ｍＪ／ｃｍ２以上、特に好ましくは１００ｍＪ／ｃｍ２以上となるように、照射時間を決定することが好ましい。被洗浄体１が載置されていないときの支持台２の上面における紫外線の積算照射量が上記下限値以上であることにより、被洗浄体１の表面の少なくとも一部における紫外線の積算照射量を確実に上記下限値以上とすることができる。なお、照射工程Ｓ２は、適用工程Ｓ１を行いながら、すなわち、洗浄液１１をノズル２１から被洗浄体１に向けて噴霧しながら実施してもよい。
【００５５】
水洗工程Ｓ３は、照射工程Ｓ２の後に、被洗浄体１の表面から洗浄液１１を水で洗い流す工程である。水洗工程Ｓ３においては、水洗手段４０のポンプ４４が運転され、水タンク４１中の水がノズル４２から被洗浄体１に向けて噴射される。これにより被洗浄体１の表面の洗浄液１１が、分解された汚れとともに洗い流される。
【００５６】
適用工程Ｓ１（及び照射工程Ｓ２）において被洗浄体１から流れ落ちた洗浄液１１、及び、水洗工程において被洗浄体１から洗い流された洗浄液１１は、回収手段５０によって回収タンク５２に集められる。
【００５７】
本発明に関する上記説明では、被洗浄体１の表面から洗浄液１１を水で洗い流す水洗浄手段４０を有する形態の洗浄装置１００、及び、該洗浄装置１００を用いる形態の洗浄方法Ｓ１０を例示したが、本発明はこれらの形態に限定されない。例えば、水洗浄手段を有しない形態の洗浄装置、および、そのような洗浄装置を用いる形態の洗浄方法とすることも可能である。
【００５８】
本発明に関する上記説明では、洗浄液１１を回収タンク５２に回収する回収手段５０を有する形態の洗浄装置１００、及び、該洗浄装置１００を用いる形態の洗浄方法Ｓ１０を例示したが、本発明は当該形態に限定されない。例えば、洗浄液１１をタンクに回収しない形態の洗浄装置、および、そのような洗浄装置を用いる形態の洗浄方法とすることも可能である。例えば、被洗浄体がトイレの便器、浴槽、流し台シンク等である場合のように、洗浄用の水を容易に得ることができ、且つ洗浄水をそのまま下水として排水できる場合には、水洗浄手段、トレイ、及び回収タンクを省略することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の洗浄方法および洗浄装置は、例えば空気清浄機、エアコン、トイレの便器、浴槽、洗面用或いは流し台用のシンク、排水管、換気扇等の、表面に有機汚れが付着しやすい各種物品の有機物汚れの除去、消臭、および／または殺菌等に、好ましく用いることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１  被洗浄体
２  支持台
１０  溶液タンク
１１  洗浄液
２０  適用手段
２１、４２  ノズル
２２、４３、５３  配管
２３、４４  ポンプ
３０  紫外線光源
３１  紫外発光ダイオード（紫外ＬＥＤ）
３２  基板
４０  水洗浄手段
４１  水タンク
５０  回収手段
５１  トレイ
５２  回収タンク
【図１】
2017113753.tif 000003
【図２】
2017113753.tif 000004