特開 2024-125196 光触媒殺菌装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024125196

(43)【公開日】2024-09-13

(54)【発明の名称】光触媒殺菌装置

(51)【国際特許分類】

   A61L 2/08 20060101AFI20240906BHJP

【ＦＩ】

A61L2/08 110

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024030092

(22)【出願日】2024-02-29

(31)【優先権主張番号】P 2023033119

(32)【優先日】2023-03-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(72)【発明者】

【氏名】中野 彬

(72)【発明者】

【氏名】菅原 章

【テーマコード（参考）】

4C058

【Ｆターム（参考）】

4C058AA01

4C058BB06

4C058KK50

(57)【要約】

【課題】本体部内の全体にわたって殺菌することが可能な光触媒殺菌装置を提供する。
【解決手段】この光触媒殺菌装置１００では、本体部１の外面に設けられ、光源２から照射した光を反射する反射材層３と、本体部１の内面に設けられ、光源２から照射された光および反射材層３により反射された光と反応することにより本体部１の内部を殺菌する光触媒層４と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

物体が通過または保管される内部を殺菌可能であり、光を透過可能な管状または容器状の本体部と、
前記本体部に外部から光を照射する光源と、
前記本体部の外面に設けられ、前記光源から照射した光を反射する反射材と、
前記本体部の内面に設けられ、前記光源から照射された光および前記反射材により反射された光と反応することにより前記本体部の内部を殺菌する光触媒と、を備える、光触媒殺菌装置。

【請求項2】

前記反射材は、前記本体部の前記外面に層状に形成された反射材層を含み、
前記光触媒は、前記本体部の前記内面に層状に形成された光触媒層を含む、請求項１に記載の光触媒殺菌装置。

【請求項3】

前記本体部は、前記外面を構成する外側面と、前記内面を構成する内側面とを有する側面部を含み、
前記反射材層は、前記本体部の前記外側面に設けられ、前記光源から照射された光を前記本体部の前記内側面に向けて反射する第１反射材層を含み、
前記光触媒層は、前記本体部の前記内側面に設けられ、前記第１反射材層から反射された光と反応する第１光触媒層を含む、請求項２に記載の光触媒殺菌装置。

【請求項4】

前記反射材層は、前記光源から照射された光が入射する前記本体部の入射部分に設けられ、前記光源から照射された光を前記側面部が延びる方向に向かって反射する第２反射材層を含む、請求項３に記載の光触媒殺菌装置。

【請求項5】

前記本体部は、前記光源から照射された光が入射する入射部分の角部が、面取りされており、
前記第２反射材層は、前記本体部の面取りされた前記角部に設けられている、請求項４に記載の光触媒殺菌装置。

【請求項6】

前記光源は、前記本体部の周囲に所定の間隔をあけて複数設けられている、請求項１に記載の光触媒殺菌装置。

【請求項7】

前記本体部は、前記光源から照射された光が入射する入射部分に前記外面から外部に向かって突出するフランジ部を含み、
前記第２反射材層は、前記フランジ部の上面および前記フランジ部の下面に設けられており、
前記フランジ部の前記上面と前記フランジ部の前記下面との間から、前記光源から照射された光が前記本体部に入射するように構成されている、請求項４に記載の光触媒殺菌装置。

【請求項8】

前記本体部の前記光源から照射された光が入射する入射面が、前記光源に向かって凸状となるように弧状に湾曲している、請求項７に記載の光触媒殺菌装置。

【請求項9】

前記反射材が設けられる前記本体部の前記外面は、前記光源から照射された光を乱反射するための凹凸形状を有している、請求項１に記載の光触媒殺菌装置。

【請求項10】

前記本体部は、外底面と、内底面とを含む容器状であり、
前記反射材層は、前記本体部の前記外底面に設けられ、前記光源から照射された光を前記内底面に向かって反射する第３反射材層を含み、
前記光触媒層は、前記本体部の前記内底面に設けられ、前記第３反射材層により反射された光と反応する第２光触媒層を含む、請求項４に記載の光触媒殺菌装置。

【請求項11】

前記本体部は、容器状であり、
前記本体部に近接して取り付けられる蓋部をさらに備え、
前記光触媒は、前記本体部の内側に配置される前記蓋部の内面に設けられ、
前記反射材は、前記蓋部の前記内面とは反対側の前記蓋部の外面に設けられている、請求項１に記載の光触媒殺菌装置。

【請求項12】

前記本体部と、前記光触媒層との間に設けられ、前記光触媒層において生成された物質から前記本体部を保護する保護層をさらに備える、請求項２に記載の光触媒殺菌装置。

【請求項13】

前記本体部は、光を透過可能な樹脂により形成され、
前記保護層は、無機材料により形成されている、請求項１２に記載の光触媒殺菌装置。

【請求項14】

前記本体部は、アクリル系樹脂またはポリエステル系樹脂によって構成されている、請求項１３に記載の光触媒殺菌装置。

【請求項15】

前記本体部は、前記反射材層側における屈折率が前記光触媒層側における屈折率よりも低くなるように構成されている、請求項２に記載の光触媒殺菌装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、光触媒殺菌装置に関し、特に、光源を備える光触媒殺菌装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、光源から照射された光により内部を殺菌する殺菌装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

上記特許文献１には、冷凍室と、冷蔵室と、野菜室とを備える冷蔵庫が開示されている。特許文献１の冷蔵庫は、冷凍室内の貯氷容器の内部を殺菌するための紫外線照射装置が上方に配置されている。また、特許文献１では、紫外線照射装置から照射された紫外線によりヒドロキシラジカルを発生させて、貯氷容器の内部を殺菌している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４－５５７１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１では、貯氷容器のように内部が殺菌される本体部に氷などの物体が貯蔵されているが、氷が多い場合に、紫外線が物体により遮蔽されて底面側まで到達しない場合がある。この場合、紫外線が到達しなかった底面側では殺菌するために十分なヒドロキシラジカルが発生しないため、殺菌することが困難であるという問題点がある。

【0006】

上記課題を解決するために、この発明の１つの目的は、本体部内の全体にわたって殺菌することが可能な光触媒殺菌装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、この発明の一の局面による光触媒殺菌装置は、物体が通過または保管される内部を殺菌可能であり、光を透過可能な管状または容器状の本体部と、本体部に外部から光を照射する光源と、本体部の外面に設けられ、光源から照射した光を反射する反射材と、本体部の内面に設けられ、光源から照射された光および反射材により反射された光と反応することにより本体部の内部を殺菌する光触媒と、を備える。

【0008】

この発明の一の局面による光触媒殺菌装置では、上記のように、本体部の外面に設けられ、光源から照射した光を反射する反射材と、本体部の内面に設けられ、光源から照射された光および反射材により反射された光と反応することにより本体部の内部を殺菌する光触媒と、を備える。これにより、光源から照射された光が外面に設けられた反射材により反射されることにより、反射材の反射面に対する光の入射角度に応じて、光が異なる方向に反射されるため、広範囲の光触媒に光を照射させることができる。また、本体部が光を透過可能であることにより、本体部の外面に設けられた反射材によって光源から照射された光を本体部の外面側から本体部の壁部を通過させることができるため、光源から照射された光を内容物に遮られることなく本体部の内面に設けられた光触媒に照射して、殺菌することができる。これらの結果、本体部内の全体にわたって殺菌することができる。

【0009】

上記一の局面による光触媒殺菌装置において、好ましくは、反射材は、本体部の外面に層状に形成された反射材層を含み、光触媒は、本体部の内面に層状に形成された光触媒層を含む。このように構成すれば、反射材層および光触媒層を本体部に密着させて、光触媒殺菌装置を構成することができる。これにより、反射材層と本体部との間の隙間をなくすことができるため、反射材層が、本体部の外面に到達した光を効率よく反射させることができる。また、光触媒層と本体部との間の隙間をなくすことができるため、光触媒層が、本体部の内面を効果的に殺菌することができる。

【0010】

この場合、好ましくは、本体部は、外面を構成する外側面と、内面を構成する内側面とを有する側面部を含み、反射材層は、本体部の外側面に設けられ、光源から照射された光を本体部の内側面に向けて反射する第１反射材層を含み、光触媒層は、本体部の内側面に設けられ、第１反射材層から反射された光と反応する第１光触媒層を含む。このように構成すれば、第１反射材層により、光源から照射された光が外部に漏れることを抑制しつつ、本体部の内側面に設けられた第１光触媒層の広範囲に光を照射することができる。また、本体部の内側面に設けられた第１光触媒層が光と反応することにより、本体部の内側面側から本体部の内部を殺菌することができる。

【0011】

上記一の局面による光触媒殺菌装置において、好ましくは、反射材層は、光源から照射された光が入射する本体部の入射部分に設けられ、光源から照射された光を側面部が延びる方向に向かって反射する第２反射材層を含む。このように構成すれば、第２反射材層により光源から照射された光を側面部が延びる方向に向かって反射することができるため、入射部分から離れた位置の光触媒層に光を到達させることができる。これにより、本体部内のより全体にわたって殺菌することができる。

【0012】

この場合、好ましくは、本体部は、光源から照射された光が入射する入射部分の角部が、面取りされており、第２反射材層は、本体部の面取りされた角部に設けられている。このように構成すれば、たとえば、面取りにより角部を斜めに切り取ることにより、形成された傾斜部分の長さは、切り取られた角部を構成する辺の長さよりも大きくすることができる。これにより、光源から水平に照射された光が入射する部分が増えるため、光源から照射された光が照射される面積を増やすことができる。このため、第２反射材層を本体部の面取りされた角部に設けることにより、第２反射材層により反射される光の量を増やすことができるとともに、光触媒層に入射する光の量を増やすことができる。この結果、本体部内全体を効果的に殺菌することができる。

【0013】

上記一の局面による光触媒殺菌装置において、好ましくは、光源は、本体部の周囲に所定の間隔をあけて複数設けられている。このように構成すれば、光触媒層に照射される光源からの光の量を増やすことができるため、本体部内全体をさらに効果的に殺菌することができる。

【0014】

上記一の局面による光触媒殺菌装置において、好ましくは、本体部は、光源から照射された光が入射する入射部分に外面から外部に向かって突出するフランジ部を含み、第２反射材層は、フランジ部の上面およびフランジ部の下面に設けられており、フランジ部の上面とフランジ部の下面との間から、光源から照射された光が本体部に入射するように構成されている。このように構成すれば、たとえば、フランジ部と光源との高さ位置を合わせて、光を照射することにより、水平方向に照射された光は光触媒層に向かうように導光することが可能であるとともに、上方または下方に向かう光は、フランジ部の上面およびフランジ部の下面に設けられた第２反射材層により光触媒層に到達させることができる。この結果、光源から照射された光を効率よく光触媒層に導くことができるため、本体部内を効率よく殺菌することができる。

【0015】

この場合、好ましくは、本体部の光源から照射された光が入射する入射面が、光源に向かって凸状となるように弧状に湾曲している。このように構成すれば、入射面が弧状に湾曲していることにより、入射面がレンズのような機能を発揮し、光源から照射された光の向きを反射材層および光触媒層に向けることができる。この結果、効率よく光触媒層および反射材層に光を照射することができる。

【0016】

上記一の局面による光触媒殺菌装置において、好ましくは、反射材が設けられる本体部の外面は、光源から照射された光を乱反射するための凹凸形状を有している。このように構成すれば、本体部の外面において光が乱反射することにより、広範囲の光触媒層に光を拡散させて到達させることができるため、本体部内の全体にわたって殺菌することができる。

【0017】

上記一の局面による光触媒殺菌装置において、好ましくは、本体部は、外底面と、内底面とを含む容器状であり、反射材層は、本体部の外底面に設けられ、光源から照射された光を内底面に向かって反射する第３反射材層を含み、光触媒層は、本体部の内底面に設けられ、第３反射材層により反射された光と反応する第２光触媒層を含む。このように構成すれば、たとえば、底面側と反対側の本体部の開口部側から光を照射した場合でも、外底面に設けられた第３反射材層により内底面に設けられた第２光触媒層に光を到達させることができるため、開口部側から底面側までにわたって本体部内を殺菌することができる。

【0018】

上記一の局面による光触媒殺菌装置において、好ましくは、本体部は、容器状であり、本体部に近接して取り付けられる蓋部をさらに備え、光触媒は、本体部の内側に配置される蓋部の内面に設けられ、反射材は、蓋部の内面とは反対側の蓋部の外面に設けられている。このように構成すれば、蓋部を閉じた状態でも本体部の内側に配置される蓋部の内面に設けられた光触媒層によって本体部内を殺菌することができるため、密閉された状態で本体部内を殺菌することができる。

【0019】

上記触媒が光触媒層を含む光触媒殺菌装置において、好ましくは、本体部と、光触媒層との間に設けられ、光触媒層において生成された物質から本体部を保護する保護層をさらに備える。このように構成すれば、保護層を備えることにより、光触媒層により生成された生成物が本体部と反応することを抑制することができるため、光触媒層により生成された生成物によって本体部が酸化することを抑制することができる。

【0020】

この場合、好ましくは、本体部は、光を透過可能な樹脂により形成され、保護層は、無機材料により形成されている。このように構成すれば、本体部が光を透過可能な樹脂で形成されていることにより、光触媒層に光を到達させることができるとともに、ガラスにより形成される場合と比べて光触媒殺菌装置の割れにくさを向上させることができる。また、保護層を無機材料で形成することにより、無機材料は、有機材料よりも酸化しにくいため、本体部に加えて保護層が酸化することを抑制することができる。

【0021】

上記本体部が光を透過可能な樹脂により形成される光触媒殺菌装置において、好ましくは、本体部は、アクリル系樹脂またはポリエステル系樹脂によって構成されている。このように構成すれば、光を透過させるアクリル系樹脂およびポリエステル系樹脂を用いることによって、光触媒層に光を到達させることができるとともに、ガラスにより形成される場合と比べて光触媒殺菌装置の割れにくさをさらに向上させることができる。

【0022】

触媒が光触媒層を含む光触媒殺菌装置において、好ましくは、本体部は、反射材層側における屈折率が光触媒層側における屈折率よりも低くなるように構成されている。このように構成すれば、光源から照射された光が本体部を透過する際に、屈折率の違いから曲がるように光が進むため、直進する場合と比べて光源から遠い位置において光を反射させることができる。この結果、反射材層で反射した光は、光源からより遠い位置に到達するため、光源から遠い光触媒層に光を到達させることができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、上記のように、本体部内の全体にわたって殺菌することが可能な光触媒殺菌装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】第１実施形態による光触媒殺菌装置の構成を示す断面図である。

【図2】第１実施形態による光源から照射された光が光触媒層に到達するまでの流れを示す断面図である。

【図3】角部を面取りしていない本体部を示す図である。

【図4】角部を切断した本体部を示す図である。

【図5】角部を弧状に面取りした本体部を示す図である。

【図6】入射面を湾曲させた本体部を示す図である。

【図7】光源の配置の一例を示す図である。

【図8】第２実施形態による光触媒殺菌装置の構成を示す断面図である。

【図9】第２実施形態による光源から照射された光が光触媒層に到達するまでの流れを示す断面図である。

【図10】第３実施形態による光触媒殺菌装置の構成を示す断面図である。

【図11】第３実施形態による光触媒殺菌装置の本体部の部分拡大図である。

【図12】第４実施形態による光触媒殺菌装置の構成を示す断面図である。

【図13】第４実施形態による光触媒殺菌装置の本体部の部分拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明を具体化した第１実施形態を図面に基づいて説明する。

【0026】

［第１実施形態］
図１～図７を参照して、第１実施形態による光触媒殺菌装置１００の構成について説明する。

【0027】

図１に示すように、光触媒殺菌装置１００は、本体部１と、光源２と、反射材層３と、光触媒層４とを含む。光触媒殺菌装置１００は、本体部１内を殺菌するための装置である。なお、反射材層３は、特許請求の範囲に記載した「反射材」の一例である。光触媒層４は、特許請求の範囲に記載した「光触媒」の一例である。

【0028】

本体部１は、内部に物体が保管される容器状である。物体は、たとえば、氷または食品である。本体部１の形状は特に限定されないが、たとえば円柱形状である。本体部１は、開口部を有している。本体部１の開口部側をＺ１側とし、Ｚ１側と反対の底面側をＺ２側とする。

【0029】

本体部１は、光を透過可能な素材で構成されている。具体的には、本体部１の素材は、光触媒層４が反応可能な光を透過可能な素材で構成される。本体部１は、たとえば、ホウケイ酸ガラスを含むガラスで構成される。

【0030】

本体部１は、外面を構成する外側面１ａと、外底面１ｂとを有する。本体部１は、内面を構成する内側面１ｃと内底面１ｄとを有する。外側面１ａと内側面１ｃとを合わせて側面部とする。また、外底面１ｂと内底面１ｄとを合わせて底面部とする。

【0031】

本体部１は、光源２から照射された光が入射する入射部分に外面から外部に向かって突出するフランジ部１ｅを含む。フランジ部１ｅは、本体部１の外周面に沿って、設けられる。フランジ部１ｅは、本体部１の外側面１ａが延びる方向（Ｚ方向）の一部に形成されている。フランジ部１ｅは、開口部側（Ｚ１側）に設けられていてもよく、底面側（Ｚ２側）に設けられていてもよい。フランジ部１ｅの上面とフランジ部１ｅの下面との間から、光源２から照射された光が本体部１に入射する。

【0032】

光源２は、本体部１に外部から光を照射する。光源２は、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）から構成される。光源２から照射される光の波長は、使用する光触媒層４に合わせて選択される。第１実施形態では、光源２から紫外線を照射するように構成されており、光源２から照射される光の波長は、３６０ｎｍ以上４００ｎｍ未満である。

【0033】

反射材層３は、本体部１の外面に設けられる。反射材層３は、光源２から照射した光を反射する。反射材層３は、本体部１の外面に層状に形成される。反射材層３は、鏡のような機能を有するものであればよく、たとえば、アルミニウムを含んでもよい。反射材層３は、たとえば、本体部１の外面に蒸着されて形成されてもよく、塗布または吹き付けのような他の方法で設けられてもよい。

【0034】

反射材層３は、第１反射材層３ａと、第２反射材層３ｂと、第３反射材層３ｃとを含む。第１反射材層３ａは、本体部１の外側面全体に設けられ、光源２から照射された光を内側面１ｃに向けて反射する。

【0035】

第２反射材層３ｂは、光源２から照射された光が入射する本体部１の入射部分に設けられる。第２反射材層３ｂは、光源２から照射された光を側面部が延びる方向に向かって反射する。第２反射材層３ｂは、フランジ部１ｅの上面およびフランジ部１ｅの下面に設けられる。

【0036】

第３反射材層３ｃは、本体部１の外底面１ｂに設けられる。第３反射材層３ｃは、光源２から照射された光を内底面１ｄに向かって反射する。

【0037】

光触媒層４は、本体部１の内面に設けられる。光触媒層４は、光源２から照射された光および反射材により反射された光と反応することにより本体部１の内部を殺菌する。光触媒層４が光を吸収することにより、本体部１の内側面１ｃにおいて空気中の水分が酸化されてヒドロキシラジカルが生成されるとともに、酸素が還元されて活性酸素が生成される。生成されたヒドロキシラジカルおよび活性酸素は、本体部１内の細菌および有害物質を含む有機物を分解し、二酸化炭素および水を生成する。光触媒層４は、酸化チタンを含む。光触媒層４は、たとえば、本体部１の外表面２ａを光触媒溶液に浸けてから焼結して設けられてもよく、他の方法で設けられてもよい。

【0038】

光触媒層４は、第１光触媒層４ａと、第２光触媒層４ｂとを含む。第１光触媒層４ａは、本体部１の内側面１ｃに設けられる。第１光触媒層４ａは、第１反射材層３ａまたは第２反射材層３ｂから反射された光と反応する。第２光触媒層４ｂは、本体部１の内底面１ｄに設けられる。第２光触媒層４ｂは、第３反射材層３ｃにより反射された光と反応する。

【0039】

図１に示すように、蓋部５は、本体部１の開口部に取り付けられる。蓋部５は、本体部１に近接して取り付けられる。近接とは、密着する場合と、隙間がわずかに形成されている場合とを含む。隙間は、たとえば、１ｍｍ以下になるように設定される。

【0040】

蓋部５は、本体部１の内側に配置される内面（Ｚ２側の面）に光触媒層４が設けられる。また、蓋部５は、内面と反対の外面（Ｚ１側の面）に反射材層３が設けられる。

【0041】

図２に基づいて、光触媒殺菌装置１００が本体部１を殺菌する流れを説明する。図２では、光を進む方向を破線で示している。光源２から照射された光のうち一部は、第１光触媒層４ａに直接到達する。光源２から照射された光の一部は、フランジ部１ｅに設けられた第２反射材層３ｂによって反射される。第２反射材層３ｂにおいて反射された光は、第１光触媒層４ａと、第１反射材層３ａと、第３反射材層３ｃとのうちいずれかに到達する。なお、第２反射材層３ｂがフランジ部１ｅの上下に設けられているため、一度の反射により第１光触媒層４ａと、第１反射材層３ａと、第３反射材層３ｃとのうちいずれかに到達する場合と、上下の第２反射材層３ｂ間で反射を繰り返したのちに、第１光触媒層４ａと、第１反射材層３ａと、第３反射材層３ｃとのうちいずれかに到達する場合とがある。

【0042】

第１反射材層３ａで反射された光は、第１光触媒層４ａと、第３反射材層３ｃとのうちいずれかに到達する。さらに、第３反射材層３ｃで反射された光は、第２光触媒層４ｂに到達する。これにより、光源２から照射された光の多くが光触媒層４に吸収される。

【0043】

光源２から照射された光の一部は、蓋部５の上面に設けられた反射材層３によって反射し、蓋部５の下面に設けられた光触媒層４に光が到達し、吸収される。また、光源２から照射された光の一部は、蓋部５の下面に設けられた光触媒層４に直接到達する。光触媒層４で吸収された光により、本体部１の内部が殺菌される。

【0044】

本体部１の反射材層３が設けられる外面は、光源２から照射された光を乱反射するための凹凸形状を有している。具体的には、本体部１をすりガラスにより構成することにより、外面が凹凸形状を有する。

【0045】

本体部１の光触媒層４が設けられる内面は、光触媒層４を保持しやすくするための凹凸形状を有している。具体的には、本体部１をすりガラスにより構成することにより、外面が凹凸形状を有する。

【0046】

図４および図５に示すように、本体部１は、光源２から照射された光が入射する入射部分の角部１ｆおよび外底面１ｂと外側面１ａとが交わる角部１ｇとが、面取りされていてもよい。面取りは、図４に示すように角部１ｆおよび角部１ｇが切り落としてもよく、図５に示すように弧状に形成してもよい。図３に示すように、面取りをしない場合と比べて、図４および図５に示すように面取りをすることにより、光が反射する面積を増やすことができる。また面取りは、角を切り落とす場合よりも、角を弧状にするほうが光を乱反射できるため好ましい。本体部１の面取りされた入射部分の角部１ｆには、第２反射材層３ｂが設けられる。角部１ｆには、第２光触媒層４ｂが設けられる。

【0047】

図６に示すように、本体部１の光源２から照射された光が入射する入射面１ｈが、光源２に向かって凸状となるように弧状に湾曲している。図３に示すように、弧状に湾曲していない場合と比べて、弧状に湾曲している場合は、光を集光することができるため好ましい。

【0048】

図７に示すように、光源２は、本体部１の周囲に所定の間隔をあけて複数設けられる。４方向から光を照射可能なように、光源２が４つ配置されている。

【0049】

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0050】

第１実施形態では、上記のように、本体部１の外面に設けられ、光源２から照射した光を反射する反射材層３と、本体部１の内面に設けられ、光源２から照射された光および反射材層３により反射された光と反応することにより本体部１の内部を殺菌する光触媒層４と、を備える。これにより、光源２から照射された光が外面に設けられた反射材層３により反射されることにより、反射材層３の反射面に対する光の入射角度に応じて、光が異なる方向に反射されるため、広範囲の光触媒層４に光を照射させることができる。また、本体部１が光を透過可能であることにより、本体部１の外面に設けられた反射材層３によって光源２から照射された光を本体部１の外面側から本体部１の壁部を通過させることができるため、光源２から照射された光を内容物に遮られることなく本体部１の内面に設けられた光触媒層４に照射して、殺菌することができる。これらの結果、本体部１内の全体にわたって殺菌することができる。

【0051】

また、第１実施形態では、上記のように、反射材は、本体部１の外面に層状に形成された反射材層３を含み、光触媒は、本体部１の内面に層状に形成された光触媒層４を含む。これにより、反射材層３および光触媒層４を本体部１に密着させて、光触媒殺菌装置１００を構成することができる。これにより、反射材層３と本体部１との間の隙間をなくすことができるため、反射材層３が、本体部１の外面に到達した光を効率よく反射させることができる。また、光触媒層４と本体部１との間の隙間をなくすことができるため、光触媒層４が、本体部１の内面を効果的に殺菌することができる。

【0052】

また、第１実施形態では、上記のように、本体部１は、外面を構成する外側面１ａと、内面を構成する内側面１ｃとを有する側面部を含み、反射材層３は、本体部１の外側面１ａに設けられ、光源２から照射された光を本体部１の内側面１ｃに向けて反射する第１反射材層３ａを含み、光触媒層４は、本体部１の内側面１ｃに設けられ、第１反射材層３ａから反射された光と反応する第１光触媒層４ａを含む。これにより、第１反射材層３ａにより、光源２から照射された光が外部に漏れることを抑制しつつ、本体部１の内側面１ｃに設けられた第１光触媒層４ａの広範囲に光を照射することができる。また、本体部１の内側面１ｃに設けられた第１光触媒層４ａが光と反応することにより、本体部１の内側面１ｃ側から本体部１の内部を殺菌することができる。

【0053】

また、第１実施形態では、上記のように、反射材層３は、光源２から照射された光が入射する本体部１の入射部分に設けられ、光源２から照射された光を側面部が延びる方向に向かって反射する第２反射材層３ｂを含む。これにより、第２反射材層３ｂにより光源２から照射された光を側面部が延びる方向に向かって反射することができるため、入射部分から離れた位置の光触媒層４に光を到達させることができる。これにより、本体部１内のより全体にわたって殺菌することができる。

【0054】

また、第１実施形態では、上記のように、本体部１は、光源２から照射された光が入射する入射部分の角部１ｆが、面取りされており、第２反射材層３ｂは、本体部１の面取りされた角部１ｆに設けられている。これにより、角部１ｆを面取りすることにより、光源２から照射された光が照射される面積を増やすことができる。このため、第２反射材層３ｂを本体部１の面取りされた角部１ｆに設けることにより、第２反射材層３ｂにより反射される光の量を増やすことができるとともに、光触媒層４に入射する光の量を増やすことができる。この結果、本体部１内全体を効果的に殺菌することができる。

【0055】

また、第１実施形態では、上記のように、光源２は、本体部１の周囲に所定の間隔をあけて複数設けられている。これにより、たとえば、面取りにより角部を斜めに切り取ることにより、形成された傾斜部分の長さは、切り取られた角部を構成する辺の長さよりも大きくすることができる。これにより、光源２から水平に照射された光が入射する部分が増えるため、光触媒層４に照射される光源２からの光の量を増やすことができるため、本体部１内全体をさらに効果的に殺菌することができる。

【0056】

また、第１実施形態では、上記のように、本体部１は、光源２から照射された光が入射する入射部分に外面から外部に向かって突出するフランジ部１ｅを含み、第２反射材層３ｂは、フランジ部１ｅの上面およびフランジ部１ｅの下面に設けられており、フランジ部１ｅの上面とフランジ部１ｅの下面との間から、光源２から照射された光が本体部１に入射するように構成されている。これにより、たとえば、フランジ部１ｅと光源２との高さ位置を合わせて、光を照射することにより、水平方向に照射された光は光触媒層４に向かうように導光することが可能であるとともに、上方または下方に向かう光は、フランジ部１ｅの上面およびフランジ部１ｅの下面に設けられた第２反射材層３ｂにより光触媒層４に到達させることができる。この結果、光源２から照射された光を効率よく光触媒層４に導くことができるため、本体部１内を効率よく殺菌することができる。

【0057】

また、第１実施形態では、上記のように、本体部１の光源２から照射された光が入射する入射面１ｈが、光源２に向かって凸状となるように弧状に湾曲している。これにより、入射面１ｈが弧状に湾曲していることにより、入射面１ｈがレンズのような機能を発揮し、光源２から照射された光の向きを反射材層３および光触媒層４に向けることができる。この結果、入射角のばらつきを小さくすることができるため、効率よく光触媒層４および反射材層３に光を照射することができる。

【0058】

また、第１実施形態では、上記のように、反射材層３が設けられる本体部１の外面は、光源２から照射された光を乱反射するための凹凸形状を有している。これにより、本体部１の外面において光が乱反射することにより、広範囲の光触媒層４に光を拡散させて到達させることができるため、本体部１内の全体にわたって殺菌することができる。

【0059】

また、第１実施形態では、上記のように、本体部１は、外底面１ｂと、内底面１ｄとを含む容器状であり、反射材層３は、本体部１の外底面１ｂに設けられ、光源２から照射された光を内底面１ｄに向かって反射する第３反射材層３ｃを含み、光触媒層４は、本体部１の内底面１ｄに設けられ、第３反射材層３ｃにより反射された光と反応する第２光触媒層４ｂを含む。これにより、たとえば、底面側と反対側の本体部１の開口部側から光を照射した場合でも、外底面１ｂに設けられた第３反射材層３ｃにより内底面１ｄに設けられた第２光触媒層４ｂに光を到達させることができるため、開口部側から底面側までにわたって本体部１内を殺菌することができる。

【0060】

また、第１実施形態では、上記のように、本体部１は、容器状であり、本体部１に近接して取り付けられる蓋部５をさらに備え、光触媒層４は、本体部１の内側に配置される蓋部５の内面に設けられ、反射材層３は、蓋部５の内面とは反対側の蓋部５の外面に設けられている。これにより、蓋部５を閉じた状態でも本体部１の内側に配置される蓋部５の内面に設けられた光触媒層４によって本体部１内を殺菌することができるため、密閉された状態で本体部１内を殺菌することができる。

【0061】

［第２実施形態］
次に、図８および図９を参照して、本発明の第２実施形態による光触媒殺菌装置２００の構成について説明する。第２実施形態では、本体部１１は、管状の部材である。

【0062】

本体部１１は、内部を物体が通過可能である。本体部１１は、たとえば、配管などに用いられる。

【0063】

本体部１１は、外側面１１ａと内側面１１ｂとを有する。本体部１１の外側面１１ａには、第１反射材層３ａが設けられる。本体部１１の内側面１１ｂには、第１光触媒層４ａが設けられる。

【0064】

本体部１１は、外側面１ａにフランジ部１１ｃが設けられている。フランジ部１１ｃの光が入射する入射面１１ｅは、光源２に向かって凸状となるように弧状に湾曲している。また、フランジ部１１ｃに対応する本体部１１の内側面１１ｂには、フランジ部１１ｃに向かって凸状となるように弧状に湾曲している湾曲部１１ｄが設けられる。

【0065】

フランジ部１１ｃの上面およびフランジ部１１ｃの下面には、第２反射材層３ｂが設けられている。また、本体部１１の内側面１１ｂの湾曲部１１ｄには、第３反射材層３ｃが設けられている。言い換えると、第１実施形態では外底面に設けられていたが、外底面を有さない第２実施形態では湾曲部１１ｄに設けられる。

【0066】

図９に示すように、光触媒殺菌装置１００が本体部１を殺菌する流れを説明する。光源２から照射された光のうち一部は、第１光触媒層４ａに直接到達する。光源２から照射された光の一部は、フランジ部１１ｃに設けられた第２反射材層３ｂによって反射される。第２反射材層３ｂにおいて反射された光は、第１光触媒層４ａと、第１反射材層３ａとのうちいずれかに到達する。なお、第２反射材層３ｂがフランジ部１１ｃの上下に設けられているため、一度の反射により第１光触媒層４ａと、第３反射材層３ｃとのうちいずれかに到達する場合と、上下の第２反射材層３ｂ間で反射を繰り返したのちに、第１光触媒層４ａと、第３反射材層３ｃとのうちいずれかに到達する場合とがある。

【0067】

第３反射材層３ｃで反射された光は、第１光触媒層４ａと、第１反射材層３ａとのうちいずれかに到達する。さらに、第１反射材層３ａで反射された光は、第１光触媒層４ａに到達する。これにより、光源２からの光が光触媒層４に吸収される。光触媒層４で吸収された光により、本体部１の内部が殺菌される。

【0068】

第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

【0069】

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、上記のように、本体部１の外面に設けられ、光源２から照射した光を反射する反射材層３と、本体部１の内面に設けられ、光源２から照射された光および反射材層３により反射された光と反応することにより本体部１の内部を殺菌する光触媒層４と、を備える。これにより、光源２から照射された光が外面に設けられた反射材層３により反射されることにより、反射材層３の反射面に対する光の入射角度に応じて、光が異なる方向に反射されるため、広範囲の光触媒層４に光を照射させることができる。また、本体部１が光を透過可能であることにより、本体部１の外面に設けられた反射材層３によって光源２から照射された光を本体部１の外面側から本体部１の壁部を通過させることができるため、光源２から照射された光を内容物に遮られることなく本体部１の内面に設けられた光触媒層４に照射して、殺菌することができる。これらの結果、本体部１内の全体にわたって殺菌することができる。

【0070】

また、第２実施形態のその他の効果は、第１実施形態と同様である。

【0071】

［第３実施形態］
次に、図１０および図１１を参照して、本発明の第３実施形態による光触媒殺菌装置３００の構成について説明する。第３実施形態では、光触媒殺菌装置３００は、保護層６を備える。

【0072】

第３実施形態では、本体部３０１は、光を透過可能な樹脂により形成されている。樹脂は、たとえば、アクリル系樹脂およびポリエステル系樹脂などが挙げられる。アクリル系樹脂としては、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリアクリル酸エステルなどが挙げられる。ポリエステル系樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、コポリエステル樹脂などが挙げられる。

【0073】

保護層６は、本体部３０１と光触媒層４との間に設けられる。保護層６は、光触媒が光と反応して生成する物質（ヒドロキシラジカル、活性酸素など）から本体部１を保護するように構成されている。保護層６は、光触媒が光と反応して生成する物質と反応しないか、反応したとしても光触媒層４と本体部１との結合状態を維持することができる物質により形成されている。たとえば、保護層６は、無機材料により形成されている。無機材料は、金属単体でもよく、金属化合物であってもよい。無機材料は、たとえば、リン酸ジルコニウムを含むリン酸塩、ケイ酸ナトリウムを含むケイ酸塩などが挙げられる。

【0074】

図１１に示すように、保護層６は、本体部３０１の表面に形成される。具体的には、本体部３０１の内側面１ｃおよび内底面１ｄの表面に設けられる。保護層６は、本体部３０１の内側面１ｃおよび内底面１ｄの表面に成膜されて形成される。また、保護層６の本体部３０１と接する面と反対側の面に光触媒層４が成膜される。保護層６と、本体部３０１との接合方法は特に限定しないが、たとえば、化学的な結合を利用してもよい。たとえば、また、保護層６と、光触媒層４との接合方法は特に限定しないが、たとえば、化学的な結合を利用してもよい。

【0075】

第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

【0076】

（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、上記のように、本体部３０１と、光触媒層４との間に設けられ、光触媒層４において生成された物質から本体部３０１を保護する保護層６をさらに備える。これにより、保護層６を備えることにより、光触媒層４により生成された生成物が本体部３０１と反応することを抑制することができるため、光触媒層４により生成された生成物によって本体部３０１が酸化することを抑制することができる。

【0077】

第３実施形態では、上記のように、本体部３０１は、光を透過可能な樹脂により形成され、保護層６は、無機材料により形成されている。これにより、本体部３０１が光を透過可能な樹脂で形成されていることにより、光触媒層４に光を到達させることができるとともに、ガラスにより形成される場合と比べて光触媒殺菌装置３００の割れにくさを向上させることができる。また、保護層６を無機材料で形成することにより、無機材料は、有機材料よりも酸化しにくいため、本体部３０１に加えて保護層６が酸化することを抑制することができる。

【0078】

第３実施形態では、上記のように、本体部３０１は、アクリル系樹脂またはポリエステル系樹脂によって構成されている。これにより、光を透過させるアクリル系樹脂およびポリエステル系樹脂を用いることによって、光触媒層４に光を到達させることができるとともに、ガラスにより形成される場合と比べて光触媒殺菌装置３００の割れにくさをさらに向上させることができる。

【0079】

また、第３実施形態のその他の効果は、第１実施形態と同様である。

【0080】

［第４実施形態］
次に、図１２および図１３を参照して、本発明の第４実施形態による光触媒殺菌装置４００の構成について説明する。第４実施形態では、本体部４０１は、屈折率の異なる部分を有している。

【0081】

本体部４０１は、反射材層３側における屈折率と、光触媒層４側における屈折率とが異なるように構成されている。具体的には、反射材層３側の屈折率は、光触媒層４側よりも低く形成されている。本体部４０１は、たとえば、ガラスでもよく、第３実施形態に記載した光を透過させる樹脂で形成されていてもよい。または、ガラスおよび樹脂の組み合わせでもよい。

【0082】

図１３に示すように、本体部４０１の屈折率は、反射材層３側から光触媒層４側に向かって、屈折率が徐々に大きくなる。第４実施形態では、本体部１は、低屈折率層４０１ａと、高屈折率層４０１ｂと、屈折率一定層４０１ｃとから構成される。図１３では、ハッチングの幅を異ならせることにより屈折率の差を表しており、ハッチングの幅が大きい程屈折率が高い。また、低屈折率層４０１ａと高屈折率層４０１ｂとは、屈折率が異なる２種類の層で表しているが、光触媒層４に向かって屈折率が徐々に高くなるように構成されていてもよい。また、高屈折率層４０１ｂと屈折率一定層４０１ｃとは、異なるハッチングで示しているが、同じ屈折率でもよい。本体部４０１は、屈折率の異なる材料を組み合わせてもよく、加工によって屈折率を異ならせてもよい。加工による場合は、たとえば、圧力または遠心力をかけて密度差を生じさせることにより行われる。

【0083】

図１３において破線で示したように、光源２から照射された光は、屈折率の低い低屈折率層４０１ａにおいて徐々に曲がりながら進み、反射材層３に到達する。また、反射材層３から反射された光は、屈折率の低い低屈折率層４０１ａにおいて徐々に曲がりながら進み、低屈折率層４０１ａと高屈折率層４０１ｂとの境界で屈折した後、高屈折率層４０１ｂおよび屈折率一定層４０１ｃを屈折した状態で直進する。そのため、反射材層３に到達するまでの距離が長くなるとともに、反射材層３から光触媒層４に到達するまでの距離が長くなる。これによって、光源２から照射された光が反射材層３の底面側に近い位置で反射するため、底面側の光触媒層４に到達するまでの回数を減らすことができ、光の減衰を抑制することができる。また、反射材層３から光触媒層４に到達するまでの距離が長くなることにより底面側の光触媒層４にまで光を到達させることができる。

【0084】

第４実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

【0085】

（第４実施形態の効果）
第４実施形態では、上記のように、本体部４０１は、反射材層３側における屈折率が光触媒層４側における屈折率よりも低くなるように構成されている。これにより、光源２から照射された光が本体部４０１を透過する際に、屈折率の違いから曲がるように光が進むため、直進する場合と比べて光源２から遠い位置において光を反射させることができる。この結果、反射材層３で反射した光は、光源２からより遠い位置に到達するため、光源２から遠い光触媒層４に光を到達させることができる。

【0086】

また、第４実施形態のその他の効果は、第１実施形態と同様である。

【0087】

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

【0088】

たとえば、上記第１～第４実施形態では、光触媒層が酸化チタンを含む例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、光触媒層が酸化タングステンまたは酸化ニオブでもよい。また、この場合、光源から照射される光は、可視光であってもよい。

【0089】

また、上記第１～第４実施形態では、本体部が、円柱形状である例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、本体部が、直方体形状であってもよい。

【0090】

また、上記第１実施形態、第２実施形態および第４実施形態では、本体部が、ガラスで構成される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、本体部は光を透過可能であれば、アクリルを含む樹脂であってもよい。

【0091】

また、上記第１～第４実施形態では、本体部が、フランジ部を有している例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、フランジ部を有していなくてもよい。

【0092】

また、上記第１～第４実施形態では、本体部の光源からの光が入射する入射部分の角部および外底面と外側面とが交わる角部とが面取りされている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、いずれか一方のみを面取りしてもよく、両方とも面取りされていなくてもよい。

【0093】

また、上記第１～第４実施形態では、本体部の光源から照射された光が入射する入射面が、光源に向かって凸状となるように弧状に湾曲している例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、本体部の光源から照射された光が入射する入射面が、湾曲せずに平面であってもよい。

【0094】

また、上記第１～第４実施形態では、本体部の外面および内面が凹凸形状を有する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、本体部の外面および内面が平面であってもよい。

【0095】

また、上記第１～第４実施形態では、本体部をすりガラスにより構成することで、本体部の外面および内面が凹凸形状を有する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、本体部の表面を下降して凹凸形状を有するように構成されていてもよい。

【0096】

また、上記第１～第４実施形態では、光源が、本体部の周囲に所定の間隔をあけて複数設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、光源が１つでもよい。また、光源の数は２、３、または５以上でもよい。

【0097】

また、上記第１～第４実施形態では、反射材層が、アルミニウムを含む例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、反射材層が、アルミニウム以外の金属で形成されていてもよく、鏡を用いてもよい。

【0098】

また、上記第１～第４実施形態では、反射材層および光触媒層を底面部に設ける例を示しているが、本発明はこれに限られない。本発明は、反射材層および光触媒層が、側面部だけに設けられていてもよい。

【0099】

また、上記第１～第４実施形態では第１反射材層は、本体部１の外側面全体に設けられる例を示しているが、本発明はこれに限られない。本発明は、第１反射部材は、外側面の一部に設けてもよい。この場合、Ｚ方向における外側面の中央から下方（Ｚ２側）だけに第１反射材層を設けて、光源をＺ方向における外側面の中央から上方（Ｚ１側）に設けてもよい。

【0100】

また、第３実施形態では、本体部が、アクリル系樹脂またはポリエステル系樹脂により形成される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、本体部がアクリル系樹脂およびポリエステル系樹脂以外の光を透過可能な樹脂により形成されていてもよい。

【0101】

また、第３実施形態では、本体部が、樹脂で構成される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、本体部がガラスで構成されていてもよい。

【0102】

また、第３実施形態では、本体部と光触媒層との間に中間層を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、本体部と光触媒層との間に中間層を設けるとともに、または、本体部と光触媒層との間に中間層を設ける代わりに、本体部と蓋部との間に中間層を設けてもよい。

【0103】

また、第３実施形態および第４実施形態は、第１実施形態の構成を備える例を示したが、本発明はこれに限られない。第３実施形態および第４実施形態は、第２実施形態の構成を備えていてもよく、また、第１実施形態および第２実施形態のいずれかの構成と、第３実施形態および第４実施形態とを組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0104】

１、１１、３０１、４０１ 本体部
１ａ、１１ａ 外側面
１ｂ 外底面
１ｃ、１１ｂ 内側面
１ｄ 内底面
１ｅ、１１ｃ フランジ部
１ｆ 角部
１ｈ、１１ｅ 入射面
２ 光源
３ 反射材層
３ａ 第１反射材層
３ｂ 第２反射材層
３ｃ 第３反射材層
４ 光触媒層
４ａ 第１光触媒層
４ｂ 第２光触媒層
５ 蓋部
６ 保護層
１００、２００、３００、４００ 光触媒殺菌装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】