特許 7316117 紫外線照射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-19

(45)【発行日】2023-07-27

(54)【発明の名称】紫外線照射装置

(51)【国際特許分類】

   B01J 19/12 20060101AFI20230720BHJP

   C02F 1/32 20230101ALI20230720BHJP

【ＦＩ】

B01J19/12 C

C02F1/32

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019121780

(22)【出願日】2019-06-28

(65)【公開番号】P2021007902

(43)【公開日】2021-01-28

【審査請求日】2022-05-30

(73)【特許権者】

【識別番号】000000033

【氏名又は名称】旭化成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(74)【代理人】

【識別番号】100066980

【弁理士】

【氏名又は名称】森 哲也

(72)【発明者】

【氏名】兒玉 篤史

(72)【発明者】

【氏名】杉山 聖

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 直人

【審査官】塩谷 領大

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１２２２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１２２２６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０３９１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０００８１６７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－０５０８２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／０４６０１４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｊ １０／００－１２／０２

Ｂ０１Ｊ １４／００－１９／３２

Ｃ０２Ｆ １／２０－ １／２６

Ｃ０２Ｆ １／３０－ １／３８

Ａ６１Ｌ ２／００－ ２／２８

Ａ６１Ｌ １１／００－１２／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理室と、
当該処理室の内部に向けて紫外線を照射する光源と、を備え、
前記処理室の内壁面はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）で形成されている紫外線反射面を有し、当該紫外線反射面における、前記光源から照射される前記紫外線の光軸方向に対する二乗平均平方根波長が１μｍ以上７０μｍ以下である紫外線照射装置。

【請求項2】

前記紫外線反射面における前記光軸方向の要素の平均長さが１４０μｍ以上４００μｍ以下である請求項１に記載の紫外線照射装置。

【請求項3】

前記紫外線反射面における算術平均粗さが２μｍ以上８μｍ以下である請求項１又は請求項２に記載の紫外線照射装置。

【請求項4】

前記紫外線反射面における最大高さが２μｍ以上５３μｍ以下である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の紫外線照射装置。

【請求項5】

前記紫外線反射面は、前記内壁面のうち、少なくとも前記光源側の端部から前記処理室の相当直径だけ前記光軸方向に離れた位置までの領域に形成される請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の紫外線照射装置。

【請求項6】

前記紫外線の照射対象である照射対象物を前記処理室に流入する流入部と、
前記処理室から前記照射対象物を流出する流出部と、を備える請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の紫外線照射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、紫外線照射装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、紫外線を用いて殺菌する際には、紫外線光源として水銀ランプやキセノンランプ等の管球が用いられている。また、近年、殺菌を行うことの可能な波長の光を照射することのできるＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）が実用化されたことによって、紫外線光源として管球を用いた場合では実現できなかった装置構成が可能になっている。例えば、紫外線光源の光エネルギをより効果的に殺菌に用いるため、特許文献１及び特許文献２に示すように、管状の流路内壁面にフッ素樹脂を反射材として用いた構造が採用されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１２２２６２号公報

【文献】特開２０１８－１２２２６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、本発明者らは、流路内壁面にフッ素樹脂を反射材として用いたとしても、反射材そのものの表面性状によって反射特性が変化し、そのため、流路内の照射密度が低下し、殺菌性能が低下することを確認した。
また、上記特許文献１及び特許文献２においては、流路内壁面に気泡が付着すると、気泡により紫外光が散乱され、流路内の紫外光の強度分布が変化することから、これを回避するために、流路内壁面の表面粗さＲａを規定している。つまり、表面粗さＲａが大きいと、気泡が付着している状態では殺菌性能が高くなるが、気泡に依存するため殺菌性能が安定しない（特許文献２参照）。一方で、表面粗さＲａが小さいと気泡が付着しにくくなり、殺菌性能が安定する（特許文献１参照）。

【0005】

ここで、特許文献１のように表面粗さＲａを２μｍ以下に制御しようとしたとき、通常の旋削方法で流路となる管状部材を形成する場合には、切削工具をより低速度で移動させる必要がある。このように切削工具の移動速度を低速度化することは生産性の低下につながり、生産コストが増大することになる。一方、流路として押出パイプ材を用いることで、気泡が付着しにくい表面粗さを有する流路内壁面を実現することができるが、この場合には、流路の内径寸法の精度を出すことが困難であり、殺菌性能が安定しない。
そこで、この発明は、従来の未解決の問題に着目してなされたものであり、生産性の低下を抑制しつつ、流路内の反射特性の変化を抑制し、殺菌性能を向上させることの可能な紫外線照射装置及び紫外線照射装置の製造方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一実施形態に係る紫外線照射装置は、処理室と、当該処理室の内部に向けて紫外線を照射する光源と、を備え、前記処理室の内壁面はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）で形成されている紫外線反射面を有し、当該紫外線反射面における、前記光源から照射される前記紫外線の光軸方向に対する二乗平均平方根波長が１μｍ以上７０μｍ以下であることを特徴としている。

【発明の効果】

【0007】

本発明の一態様によれば、生産性の低下を抑制しつつ、紫外線の照射密度を向上させることができ、紫外線照射装置の殺菌性能をより向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明を適用した紫外線照射装置の一例を示す概略の断面図である。

【図2】パラメータ値の測定方法を説明するための説明図である。

【図3】二乗平均平方根波長Ｒλｑと紫外線照射装置１におけるＬＥＤ出力６４ｍＷ（ＬＥＤ波長２７０ｎｍ)における殺菌性能（ＬＲＶ）（Ｆｌｏｗ Ｒａｔｅ：２Ｌ／ｍｉｎ、菌種：Ｅ．Ｃｏｌｉ ＡＴＣＣ８７３９）との対応を示す特性図である。

【図4】要素の平均高さＲＳｍと紫外線照射装置１におけるＬＥＤ出力６４ｍＷ（ＬＥＤ波長２７０ｎｍ)における殺菌性能（ＬＲＶ）（Ｆｌｏｗ Ｒａｔｅ：２Ｌ／ｍｉｎ、菌種：Ｅ．Ｃｏｌｉ ＡＴＣＣ８７３９）との対応を示す特性図である。

【図5】最大高さＲｚ及び算術平均粗さＲａと、紫外線照射装置１におけるＬＥＤ出力６４ｍＷ（ＬＥＤ波長２７０ｎｍ)（Ｆｌｏｗ Ｒａｔｅ：２Ｌ／ｍｉｎ、菌種：Ｅ．Ｃｏｌｉ ＡＴＣＣ８７３９）における殺菌性能（ＬＲＶ）との関係を説明するための特性図であって、（ａ）は最大高さＲｚと殺菌性能（ＬＲＶ）との関係、（ｂ）は算術平均粗さＲａと殺菌性能（ＬＲＶ）との関係を示す。

【図6】処理室内における光学シミュレーション結果の一例である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

【0010】

本発明者らは、鋭意検討し実験を重ねた結果、処理室の内壁面に紫外線反射面を設け、この紫外線反射面の光軸方向に対する二乗平均平方根波長を１μｍ以上７０μｍ以下の値に制限することで、生産性の低下を抑制しつつ紫外線の照射密度を向上させることができることを見出した。
本発明に係る紫外線照射装置は、処理室と、処理室の内部に向けて紫外線を照射する光源と、を備え、処理室の内壁面は紫外線反射面を有し、紫外線反射面における、光源から照射される紫外線の光軸方向に対する二乗平均平方根波長が１μｍ以上７０μｍ以下である。

【0011】

〔紫外線照射装置の構成〕
図１は、本発明を適用した紫外線照射装置１の構成の一例を概略的に示す断面図である。
紫外線照射装置１は、処理室構造部２と、発光部３と、を備える。
処理室構造部２は、内筒２１と、内筒２１及び発光部３を収容するケース部２２と、を備える。
内筒２１は、紫外線反射物質で形成される。紫外線反射物質としてはフッ素系樹脂材料が好ましく、例えばポリテトラフルオロエチレン(polytetrafluoroethylene ＰＴＦＥ)で形成される。ここでいう紫外線反射物質とは、ＵＶＣ光（波長２２０ｎｍ以上３００ｎｍ）に対して、拡散透過率が１％／１ｍｍ以上１０％／１ｍｍ以下であり、且つ、全反射率が７０％／１ｍｍ以上１００％／１ｍｍ以下である物質のことをいう。

【0012】

内筒２１は、両端が開口された筒状に形成され、内筒２１の中空部が処理室（以下、単に処理室２１ｃともいう。）を構成している。処理室２１ｃは、その内壁面が後述する表面性状の条件を満足するように形成される。内筒２１は、その内径は一定であるが、長手方向中央部付近に、その外径が他の領域よりも大きい大径部２１ａを有する。この大径部２１ａは、内筒２１をケース部２２に収容したときに、大径部２１ａの外周とケース部２２の内周面とが密着するように形成される。
内筒２１の発光部３側の端部寄りの位置には、周方向の例えば６０度離れた６箇所に、径方向を向き、内筒２１を貫通する連通口２１ｂが形成されている。なお、連通口２１ｂの配置位置及び配置数はこれに限るものではない。
内筒２１の発光部３とは逆側の端部には、整流板２３が開口部を塞ぐように設けられている。

【0013】

整流板２３は、ＰＴＦＥ等の紫外線反射物質で形成される。整流板２３は、表裏間を通じる開口孔２３ａを複数有し、照射対象物が整流板２３を介して処理室２１ｃに導入されることによって整流効果を発揮し、照射対象物の流速のばらつきを抑制するようになっている。なお、ここでは、内筒２１内に導入される照射対象物を、整流板２３を設けることにより整流するようにしているが、整流板２３に限るものではなく、整流することの可能な整流機構を設ければよい。また、要求される殺菌効果を得ることができるのであれば、整流板２３つまり整流機構を必ずしも設けなくともよい。

【0014】

内筒２１の発光部３側の開口部には、開口部に密着して円盤状の窓２４が設けられている。また、窓２４は、内筒２１をケース部２２に収容したときに、窓２４の外周面とケース部２２の内周面とが密着するように形成される。
窓２４は、例えば、石英ガラス等の紫外線透過性素材で形成される。
ケース部２２は、例えば、ポリオレフィン、具体的にはポリプロピレン又はポリエチレンで形成される。

【0015】

ケース部２２は、中空部の断面が円形の筒状を有し、内筒２１を収容したときにケース部２２の内壁面と大径部２１ａの外周面とが密着し、また、内筒２１に設けられた整流板２３とケース部２２の一端との間、及び窓２４とケース部２２の他端との間に隙間が形成される大きさに形成される。ケース部２２の、発光部３とは逆側寄りの外周面には、円筒状の中空部を内部に有する流入部２２ａがケース部２２と一体に形成され、ケース部２２の、発光部３寄りの外周面には、円筒状の中空部を内部に有する流出部２２ｂがケース部２２と一体に形成されている。これら流入部２２ａ及び流出部２２ｂは、ケース部２２に内筒２１を収容したときに、流入部２２ａ及び流出部２２ｂが、内筒２１の大径部２１ａを挟んで軸方向両側に形成される隙間のそれぞれに個別に連通する位置に配置される。

【0016】

このため、内筒２１をケース部２２に収容したときに、内筒２１の大径部２１ａとケース部２２の内周面とが密着し、ケース部２２と内筒２１との隙間が二つの区画に分割される。そのため、流入部２２ａから入力された照射対象物は、整流板２３側に形成された区画（以後、流入側整流室２５という。）から、整流板２３を通って処理室２１ｃに流入する。そして、処理室２１ｃ内の照射対象物は、連通口２１ｂを通って、窓２４側に形成された区画（以後、流出側整流室２６という。）に流出され、流出部２２ｂを通って、紫外線照射装置１外に排出される。このとき、内筒２１の大径部２１ａとケース部２２の内周面とは密着しているため、流入側整流室２５と流出側整流室２６とは連通しない。また、窓２４の外周とケース部２２の内周面とは密着するため、窓２４とケース部２２の発光部３側との隙間は水密性が保たれる。

【0017】

発光部３は、光源としての発光素子３１とこの発光素子３１が実装された基板３２とを含む。発光素子３１は、例えば、ＵＶＣ－ＬＥＤ（深紫外ＬＥＤ）からなる。発光部３は、窓２４とケース部２２との隙間に、発光素子３１の発光面が窓２４と対向するようにケース部２２に固定される。発光素子３１は、発光素子３１からの照射光の光軸と、処理室２１ｃの長手方向の中心軸とが一致するように配置される。
発光素子３１は、例えば図示しない制御装置により制御される。
これにより、紫外線照射装置１に入力される照射対象物は流入部２２ａ、流入側整流室２５、整流板２３を通って処理室２１ｃに導入され、処理室２１ｃ内を移動しながら、発光素子３１により紫外光の照射を受けた後、連通口２１ｂ、流出側整流室２６、流出部２２ｂを通って、紫外線照射装置１から排出される。

【0018】

〔処理室の内壁面の表面性状〕
次に、処理室２１ｃの内壁面の表面性状について説明する。
本実施形態に係る紫外線照射装置１の処理室２１ｃは紫外線反射物質で形成されている。つまり、処理室２１ｃの内壁面は紫外線反射面を形成している。
処理室２１ｃの内壁面つまり紫外線反射面は、その表面性状が次の（Ａ）～（Ｄ）の表面性状の条件のうち少なくとも条件（Ａ）を含む、一又は複数の条件を満足するように形成される。
（Ａ）発光素子３１からの照射光の光軸方向に対する二乗平均平方根波長Ｒλｑが１μｍ以上７０μｍ以下であること。
（Ｂ）発光素子３１からの照射光の光軸方向の要素の平均長さＲＳｍが１４０μｍ以上４００μｍ以下であること。
（Ｃ）算術平均粗さＲａが２μｍ以上８μｍ以下であること。
（Ｄ）最大高さＲｚが２μｍ以上５３μｍ以下であること。

【0019】

なお、ここでいう二乗平均平方根波長Ｒλｑとは、二乗平均平方根傾斜角から推定される平均波長を表す値を表したものであり、次式（１）で表される。式（１）中のＺｑは、基準長さにおける高さＺ（ｘ）の二乗平均平方根である。また、ＲΔｑは、二乗平均平方根傾斜である。二乗平均平方根傾斜ＲΔｑは、基準長さにおける局部傾斜ｄＺ／ｄＸの二乗平均平方根を表したものである。局部傾斜ｄＺ／ｄＸは、Ｚ（ｘ）を微分したものである。微分は基本的には７点公式を用いる。なお線の両端から３点以内ではデータが足りないため、３点公式、５点公式を用いる。

【0020】

【数1】

【0021】

要素の平均長さＲＳｍは基準長さにおける輪郭曲線要素の長さの平均を表したものであり、次式（２）で表される。（２）式中のＸｓｉは１つの輪郭線要素に対応する長さである。この場合の輪郭要素を構成する山（谷）には、最低高さと、最低長さの規定があり、高さ（深さ）が最大高さの１０％以下、または長さが計算区間の長さの１％以下であるものはノイズとみなされて、前後に続く谷（山）の一部と認識する。

【0022】

【数2】

【0023】

〔処理室の形成方法〕
本実施形態に係る紫外線照射装置１の処理室２１ｃは、例えば、次の手順で形成する。
上記表面性状の条件を満足し得る紫外線反射面を作製するためには、紫外線反射面つまり、処理室２１ｃの内壁面を旋削加工により作製するときに、切削部材の送り量を、０．０３ｍｍ／ｒｅｖ以上０．１７ｍｍ／ｒｅｖ以下の範囲内の値に設定する。このように設定することによって、上記の表面性状の条件を満足し得る表面性状を有する内壁面、すなわち紫外線反射面を実現することができる。

【0024】

〔効果〕
以上説明したように、処理室２１ｃの内壁面の表面性状が、上記の表面性状の条件を満足するように処理室２１ｃを作製することによって反射率を向上させることができ、その結果、殺菌性能を向上させることができる。また、このとき、処理室２１ｃの内壁面の表面性状そのものを調整することで反射率を向上させている。そのため、例えば、処理室２１ｃの内壁面の気泡を利用して反射率を向上させる場合等のように、時間の経過と共に反射率が変化することはなく、一定以上の殺菌性能を発揮することができる。また、紫外線反射面の表面性状が、上記の表面性状の条件を満足するためには、旋削加工工程における切削部材の送り量を、０．０３ｍｍ／ｒｅｖ以上０．１７ｍｍ／ｒｅｖ以下の範囲に設定すればよい。そのため、紫外線反射面の形成に伴う処理時間が大幅に増大することなく、上記の表面性状の条件を満足し得る紫外線反射面を形成することができる。つまり、生産性の低下を抑制しつつ、反射率を向上させることができ、殺菌性能を向上させることができる。

【0025】

なお、上記実施形態においては、処理室２１ｃの内壁面全面が上記の表面性状の条件を満足していなくともよい。少なくとも処理室２１ｃの内壁面の、発光部３側の端部から、処理室２１ｃの相当直径だけ離れた位置までの領域のみ、表面性状の条件を満足していればよい。つまり、紫外線照射装置１において、照射対象物に対する照射密度が最も高い領域は、発光素子３１の直前から、処理室２１ｃの相当直径だけ離れた位置までの領域である。そのため、照射対象物に対する照射密度が最も高い領域についてのみ十分な反射特性が得られるように紫外線反射面の表面性状を制御することによって、高い照射密度を得ると共に生産性を向上することができる。なお、相当直径とは、「（処理室２１ｃの断面積の４倍）／（流路断面周の長さ）」のことをいう。

【0026】

また、上記実施形態においては、ＰＴＦＥから内筒２１を形成する場合について説明したがこれに限るものではない。フッ素系樹脂材料は、その表面性状がＰＴＦＥの表面性状と同等程度であるとみなすことができるため、ＰＴＦＥとは別のフッ素系樹脂材料を用いて内筒２１を形成した場合も、上記表面性状の条件を満足するようにすれば、上記と同等の作用効果を得ることができる。
また、上記実施形態においては、図１に示すように、紫外線照射装置１が、流入側整流室２５と流出側整流室２６とを備える場合について説明したが、流入側整流室２５と流出側整流室２６とを備えていなくともよい。要は、内壁面に反射材が設けられた処理室２１ｃを有し、処理室２１ｃの端部に設けられた発光素子３１から、照射対象物に対して紫外線照射を行うようになっている紫外線照射装置であれば適用することができる。

【0027】

〔効果の詳細説明〕
次に、表面性状の条件を満足するように内筒２１を作製することによる効果を詳述する。
本発明者らは、表面性状の異なる紫外線反射材を用いて図１に示した紫外線照射装置１にてＥ．Ｃｏｌｉ（ＡＴＣＣ８７３９）菌液を２Ｌ／ｍｉｎで通水した際の殺菌性能の検出を行った。紫外線照射装置１において反射材のみを変えて殺菌性能評価をする事で、反射材特性を間接的に評価する事が出来る。なお、先行文献１、２に記載の通り、反射面に気泡が付着すると反射材特性が正確に評価できないので、評価時には脱気水を事前に流して反射面の気泡を除去した上で殺菌評価を実施した。

【0028】

表面性状の条件で規定される各種パラメータの測定は次の手順で行った。すなわち、図２（ａ）に示すように、レーザ共焦点顕微鏡ＶＫ－Ｘ（株式会社キーエンス社製）を用いて、紫外線反射面の表面性状を測定した。レンズ倍率は１０倍、視野角は約１ｍｍとした。具体的には、内筒２１に相当するＰＴＦＥからなる円筒状の部材を軸方向に沿った切断線で四等分し、そのうちの一つの個片をパラメータ測定用のサンプルＳ１とした。このサンプルＳ１の内壁面つまり紫外線反射面に相当する面について、軸方向の２１箇所において各パラメータを測定した（図２（ｂ））。二乗平均平方根波長Ｒλｑについては、軸方向の２１箇所それぞれについて算出した二乗平均平方根波長Ｒλｑの平均値を紫外線反射面の二乗平均平方根波長Ｒλｑとした。同様に、軸方向の２１箇所それぞれについて算出した要素の平均長さＲＳｍの平均値を紫外線反射面の要素の平均長さＲＳｍとした。また、２１箇所それぞれについて算出した算術平均粗さの平均値を紫外線反射面の算術平均粗さＲａとし、２１箇所それぞれについて算出した最大高さＲｚの平均値を、紫外線反射面の最大高さＲｚとした。

【0029】

そして、二乗平均平方根波長Ｒλｑが異なる複数のサンプルＳ１、要素の平均長さＲＳｍが異なる複数のサンプルＳ１、算術平均粗さＲａが異なる複数のサンプルＳ１、最大高さＲｚが異なる複数のサンプルＳ１をそれぞれ用意し、各サンプルＳ１についてそれぞれ対応するパラメータ、すなわち二乗平均平方根波長Ｒλｑ、要素の平均長さＲＳｍ、算術平均粗さＲａ、最大高さＲｚを測定した。

【0030】

〔殺菌性能と二乗平均平方根波長Ｒλｑとの関係〕
図３は、紫外線反射面の光軸方向に対する二乗平均平方根波長Ｒλｑと殺菌性能との関係を示した特性図である。図３において、横軸は二乗平均平方根波長Ｒλｑ（μｍ）、縦軸は紫外線照射装置１においてＬＥＤ出力６４ｍＷ（ＬＥＤ波長２７０ｎｍ)における殺菌性能（ＬＲＶ）（Ｆｌｏｗ Ｒａｔｅ：２Ｌ／ｍｉｎ、菌種：Ｅ．Ｃｏｌｉ ＡＴＣＣ８７３９）である。図３に示すように、二乗平均平方根波長Ｒλｑが大きくなるほど、殺菌性能が低下している。

【0031】

ここで、紫外線照射装置１において、殺菌装置として実用上使用することの可能な性能である９９％殺菌（ＬＲＶ２．０）を満足するためには、図３から、二乗平均平方根波長Ｒλｑを７０μｍ以下とすればよいことがわかる。さらに９９．９％殺菌（ＬＲＶ３．０）を満足するためには、図３から、二乗平均平方根波長Ｒλｑを５０μｍ以下とすればよいことがわかる。
一方で、反射面の加工条件を検討した結果、反射面を切削加工する際の切削送り量を小さくするほど二乗平均平方根波長Ｒλｑが小さくなることが確認された。二乗平均平方根波長ＲλｑがＲλｑ＜１μｍを満足し得る紫外線反射面を形成するためには、切削送り量を０．０３ｍｍ／ｒｅｖ以下にする必要があり、内筒２１の１本当たりの、加工処理時間が長くなり加工コストが増大する。

【0032】

そこで、生産性の低下量が比較的小さくて済む送り量で旋削加工を行った場合に得られる二乗平均平方根波長Ｒλｑ＝１μｍを、紫外線反射面の二乗平均平方根波長の下限値とする。
このように、二乗平均平方根波長Ｒλｑを１μｍ以上７０μｍ以下の範囲内の値とすることによって、生産性の低下を抑制しつつ、十分な反射率を有する紫外線反射面を実現することができ、その結果、殺菌性能を向上させることができる。
また、反射面の切削加工時の送り量として０．０３ｍｍ／ｒｅｖ以上０．１７ｍｍ／ｒｅｖ以下とする事で、上記に示した表面形状を得ることが出来る。

【0033】

〔殺菌性能と要素の平均長さＲＳｍとの関係〕
図４は、Ｒλｑが１μｍ以上７０μｍ以下の反射材サンプルにおいて、紫外線反射面の要素の平均長さＲＳｍと殺菌性能との関係を示した特性図である。図４において、横軸は要素の平均長さＲＳｍ（μｍ）、縦軸は紫外線照射装置１においてＬＥＤ出力６４ｍＷ（ＬＥＤ波長２７０ｎｍ)における殺菌性能（ＬＲＶ）（Ｆｌｏｗ Ｒａｔｅ：２Ｌ／ｍｉｎ、菌種：Ｅ．Ｃｏｌｉ ＡＴＣＣ８７３９）である。図４の特性図から、要素の平均長さＲＳｍが大きくなるほど殺菌性能も大きくなることがわかる。紫外線照射装置１において、さらに性能を向上させ、９９．９％殺菌（ＬＲＶ３．０）を満足するためには、要素の平均長さＲＳｍを１４０μｍ以上とする必要があることがわかる。

【0034】

このように、要素の平均長さＲＳｍが１４０μｍ以上であれば、紫外線照射装置１において、実用上の発光素子３１を用いた場合に、高い殺菌性能を得ることができ、ＬＲＶ３．０以上の殺菌性能を得ることができる。一方で、要素の平均長さＲＳｍが４００μｍを超えると、切削加工にて実現する事が困難となり、生産性が低下する。このように、要素の平均高さＲＳｍを１４０μｍ以上４００μｍ以下の範囲内の値に制限することによって、生産性の低下を回避しつつ殺菌性能を向上させることができる。

【0035】

〔算術平均粗さＲａ及び最大高さＲｚと反射率との関係〕
図５は、二乗平均平方根波長Ｒλｑが１μｍ以上７０μｍ以下の反射材サンプルにおいて、最大高さＲｚ（図５（ａ））及び算術平均粗さＲａ（図５（ｂ））と紫外線照射装置１においてＬＥＤ出力６４ｍＷ（ＬＥＤ波長２７０ｎｍ)における殺菌性能（ＬＲＶ）（Ｆｌｏｗ Ｒａｔｅ：２Ｌ／ｍｉｎ、菌種：Ｅ．Ｃｏｌｉ ＡＴＣＣ８７３９）との関係を示したものである。
ここで、紫外線照射装置１において９９．９％殺菌（ＬＲＶ３．０）を満足するためには、図５（ａ）から最大高さＲｚを５３μｍ以下とすればよく、図５（ｂ）から算術平均粗さＲａを８μｍ以下とすればよいことがわかる。
一方で、最大高さＲｚおよび算術平均粗さＲａを小さくすればするほど紫外線反射面を形成するための作製時間が増大し、生産コストが増大する。そこで、生産性の低下量が比較的小さくて済む条件で紫外線反射面を形成した場合に得られる最大高さＲｚ＝２μｍ及び算術平均粗さＲａ＝２μｍを、最大高さＲｚ及び算術平均粗さＲａの下限値とする。
このように、最大高さＲｚを２μｍ以上５３μｍ以下または算術平均粗さＲａを２μｍ以上８μｍ以下の範囲内の値に制限することによって、生産コストの増加を抑制しつつ、殺菌性能を向上させることができる。

【0036】

〔処理室内における反射率の必要制御領域〕
図６は、処理室２１ｃ内における光学シミュレーション結果を示したものである。処理室２１ｃが、ＵＶ透過率が９７％の水で満たされた状態で、発光素子３１により波長２６５ｎｍの紫外線照射を行ったときの、処理室２１ｃのＰＴＦＥからなる紫外線反射面において全反射率が８５％であるときの、入射フラックスの分布を示したものである。図６に示すように、入射フラックスは、発光素子３１に近い領域が最も多く、発光素子３１から離れるほど少なくなる。つまり、発光素子３１に近い領域における紫外線照射が、紫外線照射対象物に対してより大きく寄与している。そのため、紫外線照射対象物に対して、紫外線照射がより大きく寄与する発光素子３１に近い領域における、紫外線反射面の反射特性を向上させれば、処理室２１ｃにおける反射特性を効率よく向上させることができる。すなわち少なくとも、発光素子３１から処理室２１ｃの相当直径だけ離れた位置までの領域について、紫外線反射面の表面性状を前記条件（Ａ）～（Ｄ）を満足するようにすれば、殺菌性能を向上させることができる。また、処理室２１ｃの内壁面全体ではなく、発光素子３１の近い領域についてのみ表面性状を制御すればよいため、その分紫外線反射面の形成に要する旋削加工処理における処理時間を短縮することができ、すなわち生産性を高めることができる。

【0037】

なお、本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらす全ての実施形態をも含む。
さらに、本発明の範囲は、請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、全ての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。

【符号の説明】

【0038】

１ 紫外線照射装置
２ 処理室構造部
３ 発光部
２１ 内筒
２１ａ 大径部
２１ｂ 連通口
２１ｃ 処理室
２２ ケース部
２３ 整流板
２４ 窓
２５ 流入側整流室
２６ 流出側整流室
３１ 発光素子
３２ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】