JP6273625B2 - 表面処理装置および表面処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、表面処理を行う装置および方法に関し、特に、ラジカルによる表面処理を行う装置および方法に関する。

原料水を電解して高濃度のオゾンを含む電解水（オゾン水）を生成し、その電解水を用いて対象物の表面を殺菌することが知られている（例えば特許文献１）。オゾンだけでは酸化還元電位（ORP）が低く、抵抗力の高い菌等に対しては殺菌効果が十分でない。そこで、殺菌力の高いOHラジカルが有効である。電解水は自然分解によってOHラジカルを生じるが、自然発生するOHラジカルの量が少ないため、やはり殺菌効果は十分でない。
このような中、電解水に紫外線を照射することにより、又は電解水に過酸化水素を添加することにより、OHラジカルの生成量を増加できることが確認されている（例えば非特許文献１）。非特許文献１の方法は水処理に利用されている。例えば、有機物等を含む汚水にオゾンを含有させた後に紫外線を照射することにより、汚水に含まれる有機物等を分解殺菌することができる。

特許第４４１０１５５号明細書

「OHラジカル類の生成と応用技術」、株式会社エヌ・ティー・エス、2008年9月、P79、P217〜227

電解水から発生したOHラジカルは、近接するOHラジカルと結合することにより消滅する。発生から消滅までの時間（OHラジカルの寿命）は数ミリ秒（ｍｓ）以下と非常に短い。そのため、非特許文献１に記載の方法を用いて電解水中にOHラジカルを発生させても、対象物の表面に到達する前にOHラジカルが消滅してしまう。OHラジカルは対象物の表面に殆ど到達せず、OHラジカルによる対象物の殺菌効果は十分に得られない。また、単に消滅するだけのOHラジカルの発生により、オゾンが無駄に消費される問題があった。
このため、電解水を用いた殺菌では、対象物表面に対する殺菌効果が十分得られないことがあった。

そこで、本発明では、電解水を用いて、対象物の表面を効率よく殺菌することのできる装置および方法を提供することを目的とする。

本発明の表面処理装置は、対象物の表面をラジカルで処理するための装置であって、電解水を発生させる電解水発生部と、前記表面に紫外線を照射する紫外光発生部と、を備え、前記表面上で前記電解水に紫外線を照射することによりラジカルを発生させることを特徴とする。

前記対象物の前記表面は傾斜しており、表面処理装置は、前記表面上において前記紫外線の照射領域より上側に前記電解水を供給するための電解水吐出手段を備えてもよい。

前記電解水発生部から前記対象物の前記表面までの電解水供給経路では、前記電解水に前記紫外線が照射されないようにしてもよい。

本発明の表面処理装置では、前記電解水が供給される電解水供給部と、前記紫外線を出射するする紫外線出射部とが離間して配置されて、前記電解水供給経路に前記紫外線が照射されないようにしてもよい。

本発明の表面処理装置は、前記電解水の供給期間と、前記紫外線の照射期間とが交互になるように制御する制御手段をさらに備えてもよい。

前記制御手段は、前記供給期間と前記照射期間とが重複しないように制御してもよい。

前記紫外線照射部は、半導体発光素子を含んでもよい。

また、本発明の表面処理方法は、対象物の表面をラジカルで処理する方法であって、電解水を発生させる工程と、前記電解水を前記対象物の前記表面に供給する工程と、ラジカルを発生させるために、前記表面上で前記電解水に紫外線を照射する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明の表面処理方法において、前記供給する工程と前記照射する工程とが同時に行われ、前記電解水発生部から前記対象物の前記表面までの電解水供給経路では、前記電解水に前記紫外線が照射されないようにされてもよい。

本発明の表面処理方法において、前記供給する工程と前記照射する工程とが交互に行われてもよい。

本発明の表面処理方法において、前記供給する工程を行う供給期間と前記照射する工程を行う照射期間とが重複しないようにしてもよい。

さらに、本発明の機器は、上述の表面処理装置を用いた機器であって、前記機器が、キッチン用機器、洗面用機器、浴室用機器、トイレ用機器、医療用機器、食品加工用機器および排水用処理機器から成る群から選択されることを特徴とする。

本発明の装置および方法によれば、対象物の表面上で電解水に紫外線を照射することにより、当該表面上でラジカルを発生させている。したがって、ラジカルが消滅する前に、対象物の表面を殺菌することができる。

図１は、実施の形態１に係る表面処理装置の模式図である。 図２は、実施の形態２に係る表面処理装置の模式図である。 図３は、実施の形態２に係る表面処理装置の使用方法を説明するためのタイムチャートである。 図４は、実施の形態２に係る表面処理装置の別の使用方法を説明するためのタイムチャートである。 図５は、実施の形態３に係る表面処理装置の模式図である。 図６は、図５の部分拡大図である。 図７は、実施の形態４に係る表面処理装置の模式図である。 図８は、実施の形態４に係る表面処理装置の使用方法を説明するためのタイムチャートである。 図９は、実施の形態４に係る表面処理装置の別の使用方法を説明するためのタイムチャートである。 図１０は、実施の形態５に係る表面処理装置の模式図である。 図１１は、実施の形態６に係る表面処理装置の模式図である。

＜実施の形態１＞
図１に示す本実施の形態の表面処理装置１０は、対象物６０の表面６０Ｓ上において電解水５０に紫外線７０を照射するための装置であり、電解水５０を発生させるための電解水発生部２０と、紫外線を照射するための紫外線発生部４０と、を備えている。
電解水発生部２０は、一対の電極（陽極２３および陰極２４）と電源２９とを備えている。電解水発生部２０の内部で、原料水８０に浸漬した陽極２３と陰極２４との間に通電することによって、原料水８０が電解されてオゾンおよび過酸化水素を含有する電解水５０が得られる。電解水５０は、電解水供給部２７や開口などの電解水吐出手段を通って、表面処理をする物体（対象物６０）の表面６０Ｓに供給される。
紫外線発生部４０は、対象物６０の表面６０Ｓに照射するための紫外線７０を発生させるものであり、紫外線７０（波長λ＝３８０ｎｍ〜２００ｎｍ）を発生可能な光源（図示せず）を備えている。紫外線発生部４０で発生した紫外線７０は、紫外線７０を出射するための紫外線出射部４１を通って、対象物６０の表面６０Ｓに照射される。

電解水５０に紫外線７０を照射すると、電解水５０に含まれているオゾンおよび過酸化水素の分解が促進されて大量のOHラジカルが発生する（非特許文献１）。このOHラジカルは殺菌性が高いため、対象物６０の表面６０ＳにOHラジカルを接触させることにより表面６０Ｓを殺菌することができる。しかしながら、生成したOHラジカルは、近接するOHラジカルと直ちに結合して消滅するため、OHラジカルが消滅する前に、表面６０Ｓに接触させる必要がある。通常は、OHラジカルの寿命（発生から消滅までの時間）は、数ミリ秒(ｍｓ）である。そのため、電解水発生部２０から対象物６０の表面６０Ｓまでの間（これを「電解水供給経路５１」と称する）で、電解水５０に紫外線７０が照射されてしまうと、電解水５０が表面６０Ｓに達する時には、殆どのOHラジカルが消滅している。また、電解水５０に含まれるオゾンおよび過酸化水素の多くが、表面６０Ｓに到達する前に消費されてしまう。よって、電解水５０による表面６０Ｓの殺菌効果が低下する。

そこで、本発明では、対象物６０の表面６０Ｓ上で、電解水５０に紫外線７０を照射することにより、表面６０Ｓ上でOHラジカルを発生させる。これにより、OHラジカルの多くは消滅する前に表面６０Ｓに接触することができるので、表面６０Ｓの殺菌効果を向上させることができる。

本発明の目的から明らかなように、紫外線７０が照射されてから数ｍｓ以内に電解水５０が表面６０Ｓに到達できれば、電解水５０に含まれるOHラジカルは表面６０Ｓを処理することができる。
例えば、流動する電解水５０がOHラジカルの寿命（数ｍｓ）以内に移動しうる距離（これを「ラジカル生存距離」と称する）を求める。表面６０Ｓからラジカル生存距離だけ離れた位置を「位置Ｈ」とする。位置Ｈから表面６０Ｓまでの間に発生したOHラジカルは、消滅する前に表面６０Ｓに到達することが可能である。つまり、電解水供給経路５１の範囲内において、位置Ｈから表面６０Ｓまでの範囲（これを「照射許容範囲Ａ」と称する）であれば、電解水５０に紫外線７０Ｈを照射しても、本発明の目的を達成できる。
本発明において「表面６０Ｓ上で電解水５０に紫外線７０を照射する」とは、表面６０Ｓおよび照射許容範囲Ａを含む「表面近傍領域」において、電解水５０に紫外線７０を照射することを意味している。

本実施の形態の表面処理装置１０では、電解水５０が電解水供給経路５１を通っている間（厳密には、照射許容範囲Ａを除いた電解水供給経路５１であり、「非許容範囲Ｎ」と称する）は、電解水５０に紫外線７０を照射しないように構成されている。具体的には、電解水供給部２７と紫外線出射部４１とを離間して配置している。本明細書において「電解水供給部２７と紫外線出射部４１とが離間している」とは、対象物６０の表面６０Ｓと平行な面内（例えばｘ方向）において、電解水供給部２７の中心線２７Ｃと紫外線出射部４１の中心線４１Ｃとが離間距離Ｄ１をおいて互いに離れていることである。離間距離Ｄ１は、電解水供給経路５１の非許容範囲Ｎを通る電解水５０が、常に、紫外線７０の照射されうる範囲の外側に位置するように設定しうる。例えば図１において、離間距離Ｄ１を、紫外線７０の照射される範囲（紫外線照射領域Ｒ）のｘ方向の寸法以上にしてもよい。

中心線２７Ｃと中心線４１Ｃとを適切な離間距離Ｄ１だけ離すことにより、電解水供給経路５１の非許容範囲Ｎを通る電解水５０を、常に、紫外線照射領域Ｒの外に位置させることができる。これにより、紫外線７０を照射しながら電解水５０を供給しても、電解水５０に含まれるオゾンおよび過酸化水素が分解されるのを抑制できる。よって、電解水供給経路５１の照射許容範囲Ａ内または対象物６０の表面６０Ｓに到達した時の電解水５０中のオゾンおよび過酸化水素の濃度を高濃度に保つことができる。

電解水供給部２７と紫外線出射部４１とを離間して配置することにより、電解水供給部２７から供給される電解水５０の多くは、表面６０Ｓのうちでも紫外線照射領域Ｒの外側に供給される。よって、電解水５０に紫外線７０を照射するためには、電解水５０を紫外線照射領域Ｒまで広げる必要がある。
表面６０Ｓが傾斜している場合には、表面６０Ｓのうち、相対的に高い位置に電解水５０を供給すれば、電解水５０は重力によって表面６０Ｓに自然に広がるだろう。傾斜した表面６０Ｓの処理に適した装置については、後述の「実施の形態６」で詳述する。
一方、表面６０Ｓがほぼ水平な場合には、電解水５０が自然に広がるのを待つこともできるが、対象物６０に振動を与える、対象物６０を傾ける等により、電解水５０が広がるのを助けてもよい。

表面処理装置１０を用いて対象物６０の表面６０Ｓを処理する方法は、
(1-1)電解水５０を発生させる工程
(1-2)電解水５０を対象物６０の表面６０Ｓに供給する工程
(1-3)表面６０Ｓ上で電解水５０に紫外線７０を照射する工程
を含んでいる。以下に各工程について説明する。

工程(1-1)：電解水５０を発生させる工程
表面処理装置１０の電解水発生部２０に原料水８０を供給する。原料水８０に浸漬した陽極２３および陰極２４に電源２９からの電力を供給することにより、原料水８０を電解する。陽極２３側では主にオゾンが発生し、陰極２４側では主に過酸化水素が発生するので、電解水５０には、オゾンと過酸化水素とが含まれている。

工程(1-2)：電解水５０を対象物６０の表面６０Ｓに供給する工程
電解水発生部２０で生成した電解水５０を、電解水供給部２７を通して対象物６０の表面６０Ｓに供給して、紫外線照射領域Ｒに広げる。図１の電解水供給部２７は、電解水発生部２０に接続されたパイプ状の部材として図示されているが、これに限定されず、電解水発生部２０に設けられた開口であってもよい。パイプ状の部材を用いた電解水供給部２７の場合には、下端部２７Ｌと表面６０Ｓとの距離を短くすることにより、電解水５０の供給状態（電解水５０の流れる方向等）を制御しやすい。一方、表面６０Ｓが汚染されやすい環境にある場合には、電解水供給部２７の下端部２７Ｌの汚染を回避するために、下端部２７Ｌと表面６０Ｓとの距離を長くすることもできる。

工程(1-3)：表面６０Ｓ上で電解水５０に紫外線７０を照射する工程
対象物６０の表面６０Ｓ上（本発明においては照射許容範囲Ａおよび対象物６０の表面６０Ｓを含む「表面近傍領域」）において、電解水５０に紫外線７０を照射する。紫外線７０は紫外線発生部４０の光源（例えば、紫外線ランプや紫外線LED等）から発生して、紫外線出射部４１を通って紫外線照射領域Ｒに照射される。紫外線出射部４１とは、紫外線発生部４０に設けられた開口のことであり、さらに反射板や導光板等を含むこともできる。
電解水５０に紫外線７０を照射することにより、電解水５０に含まれるオゾンおよび過酸化水素が効率よく分解されて、OHラジカルが大量に発生する。表面近傍領域で発生したOHラジカルは、寿命により消滅する前に表面６０Ｓに到達するので、表面６０Ｓを処理（殺菌）することができる。
なお、オゾンおよび過酸化水素の分解速度は温度にも依存する。そこで、対象物６０に、表面６０Ｓの温度を上昇させる機能（例えばヒータ）を付加して、OHラジカルの発生をさらに促進してもよい。

本実施の形態では、電解水供給部２７と紫外線出射部４１とを離間して配置しているので、電解水供給経路５１（特に非許容範囲Ｎ）では、電解水５０に紫外線７０が照射されない。したがって、工程(1-2)（供給する工程）を行いながら、工程(1-3)（照射する工程）を行うことができる。

なお、紫外線７０の強度は、使用する光源の種類、光源の数などによって調節することができる。紫外線７０の照射範囲（紫外線照射領域Ｒ）は、光源の配置、紫外線出射部４１の形状等によって調節することができる。また、紫外線出射部４１に反射板等を設けることにより、紫外線７０の向きを制御することもできる。さらに、光源と紫外線照射領域Ｒとが離れている場合には、光ファイバ等の導光部材を用いて導光することもできる。

本実施の形態の表面処理装置１０は、電解水供給部２７と紫外線出射部４１とを離間して配置しているので、電解水供給経路５１の非許容範囲Ｎを通過する電解水５０に紫外線７０が照射されることはない。したがって、紫外線７０を照射しながら電解水５０を供給することができる。よって、本実施の形態の表面処理装置１０を用いると、連続的で高効率なOHラジカル発生が可能となり、短時間で効率よく対象物６０の表面６０Ｓを殺菌することができる。
なお、図１では電解水発生部２０と紫外線発生部４０と水平方向に離間して配置しているが、これに限定されるものではない。例えば、紫外線発生部４０の直上に電解水発生部２０を配置し、電解水発生部２０からパイプ状の電解水供給部２７を適宜配管することにより、電解水供給部２７の下端部２７Ｌを通る中心線２７Ｃと紫外線出射部４１を通る中心線４１Ｃを離間させれば、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

＜実施の形態２＞
図２に示す本実施の形態の表面処理装置１１は、電解水供給部２７と紫外線出射部４１とが離間していない点で、実施の形態１と異なる。つまり、本実施の形態では、電解水供給部２７と紫外線出射部４１とは、対象物６０の表面６０Ｓと平行な面内において重なっている。
また、本実施の形態では、電解水５０の供給期間および紫外線７０の照射期間を制御するための制御手段４５を備えている点で、実施の形態１と異なる。
それ以外の点では、実施の形態１の表面処理装置１０と同様である。

本実施の形態の表面処理装置１１では、紫外線発生部４０の直上に電解水発生部２０を配置し、電解水供給部２７が紫外線出射部４１を通るように構成されている。そのため、電解水供給部２７の中心線２７Ｃと紫外線出射部４１の中心線４１Ｃとが一致するか（図２）、又は中心線２７Ｃと中心線４１Ｃとの離間距離Ｄ１が短すぎる。すなわち、本実施の形態では、電解水供給経路５１の非許容範囲Ｎを通る電解水５０は、紫外線７０が照射される範囲内に位置する可能性がある。そのため、紫外線７０を照射しながら電解水５０を供給すれば、非許容範囲Ｎを通る間に電解水５０に含まれるオゾンおよび過酸化水素が分解される。本明細書において「非許容範囲Ｎ」とは、対象物６０の表面６０Ｓからの距離が「ラジカル生存距離」より長い範囲のことである。よって、非許容範囲Ｎで発生したOHラジカルは、表面６０Ｓに到達する前に消滅するので、表面６０Ｓを効果的に殺菌することができない。

そこで、本実施の形態の表面処理装置１１は、電解水５０の供給期間と、紫外線７０の照射期間とが交互になるように制御するための制御手段４５を備えている。これにより、非許容範囲Ｎを通る電解水５０に照射される紫外線７０を低減または排除することができる。具体的な制御方法を、図３および図４を参照しながら説明する。

図３のタイムチャートは、開始時間ｔ_０から終了時間ｔ_３までを１サイクルとして、複数回のサイクルを繰り返すことを示している。終了時間ｔ_３は、次のサイクルの開始時間ｔ_０'に相当する。
電解水５０は、開始時間ｔ_０〜ｔ_２の期間（供給期間）は供給され、ｔ_２〜ｔ_３の期間は停止される。一方、紫外線７０は、開始時間ｔ_０〜ｔ_１の期間は停止され、ｔ_１〜ｔ_３の期間（照射期間）は照射される。つまり、ｔ_０〜ｔ_１の間は電解水５０の供給のみが行われ、ｔ_１〜ｔ_２の間は電解水５０の供給と紫外線７０の照射とが共に行われ、そしてｔ_２〜ｔ_３の間は紫外線７０の照射のみが行われる。

ｔ_０〜ｔ_２の期間に供給された電解水５０は、対象物６０の表面６０Ｓに広がる。表面６０Ｓに広がった電解水５０に紫外線７０をｔ_１〜ｔ_３の期間だけ照射することにより、電解水５０に含まれるオゾンおよび過酸化水素が分解されて、OHラジカルが発生する。OHラジカルが表面６０Ｓに接触することにより、表面６０Ｓを殺菌することができる。

ｔ_１〜ｔ_２の間は電解水５０の供給と紫外線７０の照射とが共に行われるため、非許容範囲Ｎを通る電解水５０にも紫外線７０が照射される。その結果、殺菌に寄与しないOHラジカルが発生する。よって、ｔ_１〜ｔ_２の期間が短くなるように（つまり、供給期間と照射期間との重複時間が短くなるように）供給期間と照射期間を制御するのが好ましい。なお、重複時間を決定する際には、OHラジカルの寿命と、電解水供給経路５１（特に非許容範囲Ｎ）の経路長が考慮される。非許容範囲Ｎの経路長から、電解水５０の供給を停止してから、全ての電解水５０が照射許容範囲Ａに到達するまでの時間を求めることができる。

特に、図４のように、供給期間と照射期間とが重複しないように制御するのがより好ましい。図４のタイムチャートでは、開始時間ｔ_０から終了時間ｔ_５までを１サイクルとして、複数回のサイクルを繰り返している。終了時間ｔ_５は、次のサイクルの開始時間ｔ_０'に相当する。
電解水５０は、開始時間ｔ_０〜ｔ_４の期間（供給期間）は供給され、ｔ_４〜ｔ_５の期間は停止される。一方、紫外線７０は、開始時間ｔ_０〜ｔ_４の期間は停止され、ｔ_４〜ｔ_５の期間（照射期間）は照射される。つまり、ｔ_０〜ｔ_４の期間は電解水５０の供給のみが行われ、そしてｔ_４〜ｔ_５の期間は紫外線７０の照射のみが行われる。
図４のタイムチャートでは、電解水５０の供給と紫外線７０の照射とが共に行われる期間が存在しないため、非許容範囲Ｎを通る電解水５０に紫外線７０が照射されるのを抑制することができる。その結果、殺菌に寄与しないOHラジカルの発生を抑制することができる。
なお、供給期間と照射期間との重複を確実に回避するために、供給期間と照射期間との間に電解水５０と紫外線７０とを共に停止する時間（タイムラグ）が生じるように制御してもよい。

なお、供給期間（図３のｔ_０〜ｔ_２の期間、図４のｔ_０〜ｔ_４の期間）が短すぎると、対象物６０の表面６０Ｓに広がるのに十分な量の電解水５０が供給されないので、殺菌効果が低下するおそれがある。供給期間が長すぎると、表面６０Ｓから流れ落ちる電解水５０の量が増える（殺菌に使用されずに廃棄される電解水５０の量が増える）ので、殺菌にかかるコストが増加するおそれがある。
これらのことを考慮して、電解水５０の供給時間を決定するのが好ましい。なお、対象物６０の表面６０Ｓの表面性状によって、電解水５０の広がりやすさや表面６０Ｓに電解水５０が停滞する時間は相違すると考えられる。したがって、対象物６０の表面６０Ｓに合わせて、供給時間を設定するのが好ましい。制御手段４５は、供給時間を任意に設定できるようにされているのが好ましい。

また、照射時間（図３のｔ_１〜ｔ_３の期間、図４のｔ_４〜ｔ_５の期間）が短すぎると、表面６０Ｓに広がった電解水５０中に含まれるオゾンおよび過酸化水素水が全て分解されず、OHラジカルの発生量が低下するおそれがある。照射時間が長すぎると、表面６０Ｓに広がった電解水５０中に含まれるオゾンおよび過酸化水素水が全て分解された後にも紫外線７０を照射することになるため、殺菌に寄与しない不要な紫外線７０の照射が生じるおそれがある。
これらのことを考慮して、紫外線７０の照射時間を決定するのが好ましい。なお、紫外線７０の強度および波長によって、オゾンおよび過酸化水素水の分解にかかる時間は相違すると考えられる。したがって、紫外線７０の強度および波長に合わせて、照射時間を設定するのが好ましい。制御手段４５は、照射時間を任意に設定できるようにされているのが好ましい。

図２に示した制御手段４５は、供給期間と照射時間とを共に制御できる。このような制御手段４５としては電子制御装置が挙げられる。また、制御手段は、供給期間と照射時間とを個別に制御できる手段であってもよい。この場合には、供給期間の制御には、電子制御装置の他に、静圧や動圧の周期的な変化させるような流路構造を具備した制御装置を用いることができる。
電解水５０の供給−停止の切り替え、および紫外線７０の照射−停止の切り替えの時のエネルギーロスを考慮して、対象物６０の表面６０Ｓ上で電解水５０中のオゾンおよび過酸化水素水が確実に分解される範囲で、切り替え回数を少なく設定してもよい。

本実施の形態の表面処理装置１１は、小型化できる利点がある。
例えば、図１に示す実施の形態１の表面処理装置１０では、（例えばｘ方向において）電解水供給部２７と紫外線出射部４１とを離間距離Ｄ１だけ離間させる必要がある。よって、ｘ方向における表面処理装置１０の寸法は、電解水供給部２７と紫外線出射部４１との離間距離Ｄ１に依存して大きくなる。
一方、図２に示す本実施の形態の表面処理装置１１では、電解水供給部２７と紫外線出射部４１とが重なっていてもよいので、ｘ方向における表面処理装置１１の寸法を小さくできる。

表面処理装置１１を用いて対象物６０の表面６０Ｓを処理する方法は、
(2-1)電解水５０を発生させる工程
(2-2)電解水５０を対象物６０の表面６０Ｓに供給する工程
(2-3)表面６０Ｓ上で電解水５０に紫外線７０を照射する工程
を含んでいる。
工程(2-1)は実施の形態１の工程(1-1)と同様であるので説明を省略する。
工程(2-2)（供給する工程）および工程(2-3)（照射する工程）については、実施の形態１では工程(1-2)と工程(1-3)を同時に行うことができるのに対して、本実施の形態では、工程(2-2)と工程(2-3)とを交互に行う点（図３、図４）で相違する。

本実施の形態の表面処理装置１１は、電解水供給部２７と紫外線出射部４１とが重複するように配置して、その代わりに電解水５０の供給期間と紫外線７０の照射時間とを制御する制御手段４５を備えている。これにより、電解水供給部２７と紫外線出射部４１の配置の自由度が高まるので、表面処理装置１１の小型化を図ることができる。
なお、図２では、パイプ状の電解水供給部２７が紫外線発生部４０を通過するように配管されているが、これに限定されず、紫外線発生部４０の外側を通過するように配管されてもよい。

＜実施の形態３＞
図５および６に示す本実施の形態の表面処理装置１７は、電解水発生部２０の代わりに二室式電解部３０を用いる点で実施の形態１と異なる。それ以外の点では実施の形態１と同様である。
本実施の形態の表面処理装置１７は、対象物６０の表面６０Ｓ上において２種類の電解水（陽極側電解水５５と陰極側電解水５６）を混合するための装置であり、陽極側電解水５５と陰極側電解水５６を発生させるための二室式電解部３０を備えている。
二室式電解部３０は、一対の電極（陽極３３および陰極３４）と電源３９とを備えている。二室式電解部３０の内部では、陽極３３が配置された陽極室３１と、陰極３４が配置された陰極室３２とが、隔壁３８によって分離されている。隔壁３８は、陽極室３１から陰極室３２への電流の流れを許容し、且つオゾンおよび過酸化水素を通過させない特性を有する材料（例えばイオン交換膜）から形成されている。これにより、原料水８０の電解を可能にしつつ、陽極側電解水５５と陰極側電解水５６とを分離することができる。

二室式電解部３０の内部で、原料水８０に浸漬した陽極３３と陰極３４との間に通電することによって、原料水８０が電解される。陽極３３側ではオゾンが発生し、陰極３４側では過酸化水素が発生する。よって、陽極室３１からはオゾンを含有する水（陽極側電解水５５）を供給することができ、陰極室３２からは過酸化水素を含有する水（陰極側電解水５６）を供給することができる。
陽極側電解水５５と陰極側電解水５６とは、別々の供給部（第１供給部３５、第２供給部３６）を通って、対象物６０の表面６０Ｓに供給される。

オゾンを含む液体と過酸化水素を含む液体とを混合すると、オゾンと過酸化水素との反応によりOHラジカルが発生する（非特許文献１）。この反応を利用して、陽極側電解水５５と陰極側電解水５６とを混合して、発生したOHラジカルにより対象物６０の表面６０Ｓを殺菌することができる。
OHラジカルは、陽極側電解水５５と陰極側電解水５６との混合直後から発生する。よって、より効率的にOHラジカルを使用するためには、対象物６０の表面６０Ｓ上で陽極側電解水５５と陰極側電解水５６とを混合するのが好ましい。具体的には、第１供給部３５と第２供給部３６とを離間して配置することにより、表面６０Ｓより上流で陽極側電解水５５と陰極側電解水５６とが混合されるのを抑制している。

本明細書において「第１供給部３５と第２供給部３６とが離間している」とは、対象物６０の表面６０Ｓと平行な面内（例えばｘ方向）において、第１供給部３５の中心線３５Ｃと第２供給部３６の中心線３６Ｃとが離間距離Ｄ２をおいて互いに離れていることである（図６）。離間距離Ｄ２は、第１供給部３５から供給される陽極側電解水５５と第２供給部３６から供給されている陰極側電解水５６とが、表面６０Ｓより上流で陽極側電解水５５と陰極側電解水５６が混合されるのを抑制可能な距離に設定しうる。最適な離間距離Ｄ２は、第１供給部３５の下端部３５Ｌおよび第２供給部３６の下端部３６Ｌの向き、下端部３５Ｌ、３６Ｌと表面６０Ｓとの距離等によって異なる。
第１供給部３５と第２供給部３６とが離間していることにより、陽極側電解水５５と陰極側電解水５６との混合により発生したOHラジカルは、消滅する前に表面６０Ｓに接触することができるので、表面６０Ｓの殺菌効果を向上させることができる。

なお、陽極側電解水５５と陰極側電解水５６との反応は比較的穏やかであるので、それらが混合した状態の混合電解液５７として存在させることができる。混合電解液５７に紫外線７０を照射すると、混合電解液５７中の未反応のラジカルと過酸化水素とが分解されて、大量のOHラジカルを瞬時に発生させることができる。
実施の形態１と同様に、対象物６０の表面６０Ｓ上で、混合電解液５７に紫外線７０を照射することにより、表面６０Ｓ上でOHラジカルを発生させるのが好ましい。これにより、OHラジカルの多くは消滅する前に表面６０Ｓに接触することができるので、表面６０Ｓの殺菌効果を向上させることができる。

本実施の形態では、第１供給部３５および第２供給部３６と、紫外線出射部４１とを離間して配置している。「第１供給部３５および第２供給部３６と紫外線出射部４１とが離間している」とは、例えばｘ方向において、第１および第２供給部３５、３６の中心線３５Ｃ、３６Ｃと紫外線出射部４１の中心線４１Ｃとが、離間距離Ｄ１以上の距離をおいて互いに離れていることである。例えば図５では、第２供給部３６の中心線３６Ｃと紫外線出射部４１の中心線４１Ｃとは離間距離Ｄ１だけ離間しており、第１供給部３５の中心線３５と紫外線出射部４１の中心線４１Ｃとは離間距離Ｄ１以上の距離で離間している。
離間距離Ｄ１は、第１供給部３５を通る陽極側電解水５５と、第２供給部３６を通る陰極側電解水５６が、常に、紫外線７０の照射されうる範囲の外側に位置するように設定しうる。

中心線３５および中心線３６Ｃを中心線４１Ｃから適切な離間距離Ｄ１以上の距離で離すことにより、陽極側電解水５５および陰極側電解水５６に紫外線が照射されるのを抑制することができる。これにより、陽極側電解水５５と陰極側電解水５６とが混合される前に、陽極側電解水５５に含有されるオゾンと陰極側電解水５６に含有される過酸化水素が、紫外線によって分解するのを抑制することができる。

表面処理装置１７を用いて対象物６０の表面６０Ｓを処理する方法は、
(3-1)陽極側電解水５５と陰極側電解水５６とを生成する工程
(3-2)陽極側電解水５５を対象物６０の表面６０Ｓに供給する第１供給工程
(3-3)陰極側電解水５６を対象物６０の表面６０Ｓに供給する第２供給工程
を含んでいる。以下に各工程について説明する。

工程(3-1)：陽極側電解水５５と陰極側電解水５６とを発生させる工程
表面処理装置１７の二室式電解部３０に原料水８０を供給する。原料水８０に浸漬した陽極３３および陰極３４に電源３９からの電力を供給することにより、原料水８０を電解する。陽極３３側では主にオゾンが発生し、陰極３４側では主に過酸化水素が発生する。よって、陽極室３１にはオゾンを含有する陽極側電解水５５が発生し、陰極室３２には過酸化水素を含有する陰極側電解水５６が発生する。

工程(3-2)：陽極側電解水５５を対象物６０の表面６０Ｓに供給する第１供給工程
陽極室３１で生成した陽極側電解水５５を、第１供給部３５を通して対象物６０の表面６０Ｓに供給する。図５および図６の第１供給部３５は、陽極室３１に接続されたパイプ状の部材として図示されているが、これに限定されず、陽極室３１に設けられた開口であってもよい。パイプ状の部材を用いた第１供給部３５の場合には、下端部３５Ｌと表面６０Ｓとの距離を短くすることにより、陽極側電解水５５の供給状態（陽極側電解水５５の流れる方向等）を制御しやすい。一方、表面６０Ｓが汚染されやすい環境にある場合には、第１供給部３５の下端部３５Ｌの汚染を回避するために、下端部３５Ｌと表面６０Ｓとの距離を長くすることもできる。

工程(3-3)：陰極側電解水５６を対象物６０の表面６０Ｓに供給する第２供給工程
陰極室３２で生成した陰極側電解水５６を、第２供給部３６を通して対象物６０の表面６０Ｓに供給する。図５および図６の第２供給部３６は、陰極室３２に接続されたパイプ状の部材として図示されているが、これに限定されず、陽極室３１に設けられた開口であってもよい。パイプ状の部材を用いた第２供給部３６の場合には、下端部３６Ｌと表面６０Ｓとの距離を短くすることにより、陰極側電解水５６の供給状態（陰極側電解水５６の流れる方向等）を制御しやすい。一方、表面６０Ｓが汚染されやすい環境にある場合には、第２供給部３６の下端部３６Ｌの汚染を回避するために、下端部３６Ｌと表面６０Ｓとの距離を長くすることもできる。

工程(3-2)（第１供給工程）と工程(3-3)（第２供給工程）とにより、陽極側電解水５５と陰極側電解水５６とは表面６０Ｓ上で混合されて、OHラジカルを発生させることができる。なお、オゾンおよび過酸化水素の反応速度は温度にも依存する。そこで、対象物６０に、表面６０Ｓの温度を上昇させる機能（例えばヒータ）を付加して、OHラジカルの発生をさらに促進してもよい。
さらにOHラジカルの発生を促進するために、陽極側電解水５５と陰極側電解水５６との混合電解液５７に紫外線７０を照射す工程(3-4)を追加することができる。

工程(3-4)：表面６０Ｓ上で混合電解液５７に紫外線７０を照射する工程
対象物６０の表面６０Ｓ上において、混合電解液５７に紫外線７０を照射する。紫外線７０は紫外線発生部４０の光源（例えば、紫外線ランプや紫外線LED等）から発生して、紫外線出射部４１を通って紫外線照射領域Ｒに照射される。
混合電解液５７に紫外線７０を照射することにより、混合電解液５７に残っている未反応のオゾンおよび過酸化水素が効率よく分解されて、OHラジカルが大量に発生する。表面６０Ｓ上で発生したOHラジカルは、寿命により消滅する前に表面６０Ｓに到達して、表面６０Ｓを処理（殺菌）できる。

本実施の形態の表面処理装置１７は、第１供給部３５と第２供給部３６と離間して配置しているので、表面６０Ｓより上流で陽極側電解水５５と陰極側電解水５６とが混合されることがない。したがって、工程(3-2)（第１供給工程）と工程(3-3)（第２供給工程）とを同時に行うことができる。よって、連続的なOHラジカル発生が可能となり、比較的効率よく対象物６０の表面６０Ｓを殺菌することができる。

さらに、本実施の形態の表面処理装置１７は、第１供給部３５および第２供給部３６と紫外線出射部４１とを離間して配置しているので、供給経路を通過する陽極側電解水５５および陰極側電解水５６に紫外線７０が照射されることはない。ここで、「陽極側電解水５５の供給経路」とは、陽極室３１から対象物６０の表面６０Ｓまでの間の経路のことである。同様に、「陰極側電解水５６の供給経路」とは、陰極室３２から対象物６０の表面６０Ｓまでの間の経路のことである。したがって、紫外線７０を照射しながら陽極側電解水５５および陰極側電解水５６を供給することができる。よって、本実施の形態の表面処理装置１７を用いると、連続的で高効率なOHラジカル発生が可能となり、短時間で効率よく対象物６０の表面６０Ｓを殺菌することができる。

＜実施の形態４＞
図７に示す本実施の形態の表面処理装置１８は、第１供給部３５と第２供給部３６とが離間していない点、第１供給部３５および第２供給部３６と紫外線出射部４１とが離間していない点で、実施の形態３と異なる。
また、本実施の形態では、陽極側電解水５５および陰極側電解水５６の供給期間および紫外線７０の照射期間を制御するための制御手段４５を備えている点で、実施の形態３と異なる。
それ以外の点では、実施の形態３の表面処理装置１７と同様である。

本実施の形態の表面処理装置１８では、二室式電解部３０の第１供給部３５と第２供給部３６とが隣接配置されている。よって、本実施の形態では、第１供給部３５からの陽極側電解水５５と第２供給部３６からの陰極側電解水５６とを同時に供給すれば、表面６０Ｓより上流で混合されるおそれがある。
また、二室式電解部３０の直下に紫外線発生部４０を配置しており、第１供給部３５および第２供給部３６が紫外線出射部４１を通るように構成されている。つまり、本実施の形態では、第１供給部３５から供給される陽極側電解水５５および第２供給部３６から供給される陰極側電解水５６は、紫外線７０が照射される範囲を通る。よって、紫外線７０を照射しながら陽極側電解水５５、陰極側電解水５６を供給すると、陽極側電解水５５と陰極側電解水５６とを混合する前に、陽極側電解水５５に含まれるオゾンおよび陰極側電解水５６に含まれる過酸化水素は分解される。

そこで、本実施の形態の表面処理装置１８では、陽極側電解水５５の供給期間（第１供給期間）と、陰極側電解水５６の供給期間（第２供給期間）と、紫外線７０の照射期間とが交互になるように制御するための制御手段４５を備えている。これにより、陽極側電解水５５と陰極側電解水５６が表面６０Ｓより上流で混合されるのを抑制し、且つ陽極側電解水５５および陰極側電解水５６に紫外線７０が照射されるのを抑制または排除することができる。具体的な制御方法を、図８および図９を参照しながら説明する。

図８のタイムチャートは、開始時間ｔ_０から終了時間ｔ_９までを１サイクルとして、複数回のサイクルを繰り返すことを示している。終了時間ｔ_９は、次のサイクルの開始時間ｔ_０'に相当する。
陽極側電解水５５は、開始時間ｔ_０〜ｔ_７の期間（第１供給期間）は供給され、ｔ_７〜ｔ_９の期間は停止される。陰極側電解水５６は、開始時間ｔ_０〜ｔ_６の期間は停止され、ｔ_６〜ｔ_８の期間（第２供給期間）は供給され、ｔ_８〜ｔ_９の期間は再び停止される。紫外線７０は、開始時間ｔ_０〜ｔ_８の期間は停止され、ｔ_８〜ｔ_９の期間（照射期間）は照射される。つまり、ｔ_０〜ｔ_６の間は陽極側電解水５５の供給のみが行われ、ｔ_６〜ｔ_７の間は陽極側電解水５５の供給と陰極側電解水５６の供給とが行われ、ｔ_７〜ｔ_８の間は陰極側電解水５６の供給のみが行われ、そしてｔ_８〜ｔ_９の間は紫外線７０の照射のみが行われる。

ｔ_０〜ｔ_７の期間に供給された陽極側電解水５５は、対象物６０の表面６０Ｓに広がる。ｔ_６〜ｔ_８の期間に供給された陰極側電解水５６は、表面６０Ｓ上で陽極側電解水５５に混合されて混合電解液５７が生成する。混合電解液５７では、オゾンと過酸化水素とが反応してOHラジカルが発生する。表面６０Ｓに広がった混合電解液５７に紫外線７０をｔ_８〜ｔ_９の期間だけ照射することにより、混合電解液５７に残存する未反応のオゾンおよび過酸化水素が分解されてOHラジカルが発生する。表面６０Ｓで発生したOHラジカルが表面６０Ｓに接触することにより、表面６０Ｓを殺菌することができる。

ｔ_６〜ｔ_７の間は陽極側電解水５５の供給と陰極側電解水５６の供給とが共に行われるため、表面６０Ｓより上流で陽極側電解水５５と陰極側電解水５６とが混合される。その結果、殺菌に寄与しないOHラジカルが発生する。よって、ｔ_６〜ｔ_７の期間が短くなるように（つまり、第１供給期間と第２供給期間との重複時間が短くなるように）第１供給期間と第２供給期間を制御するのが好ましい。

なお、重複時間を決定する際には、OHラジカルの寿命と、陽極側電解水５５および陰極側電解水５６の供給経路の経路長が考慮される。陽極側電解水５５の供給経路の経路長から、陽極側電解水５５の供給を停止してから、全ての陽極側電解水５５が表面６０Ｓに到達するまでの時間を求めることができる。同様に、陰極側電解水５６の供給経路の経路長から、陰極側電解水５６の供給を停止してから、全ての陰極側電解水５６が表面６０Ｓに到達するまでの時間を求めることができる。

特に、図９のように、第１供給期間と第２供給期間とが重複しないように制御するのがより好ましい。図９のタイムチャートでは、開始時間ｔ_０から終了時間ｔ_１２までを１サイクルとして、複数回のサイクルを繰り返している。終了時間ｔ_１２は、次のサイクルの開始時間ｔ_０'に相当する。
陽極側電解水５５は、開始時間ｔ_０〜ｔ_１０の期間（第１供給期間）は供給され、ｔ_１０〜ｔ_１２の期間は停止される。陰極側電解水５６は、開始時間ｔ_０〜ｔ_１０の期間は停止され、ｔ_１０〜ｔ_１１の期間（第２供給期間）は供給され、ｔ_１１〜ｔ_１２の期間は再び停止される。紫外線７０は、開始時間ｔ_０〜ｔ_１１の期間は停止され、ｔ_１１〜ｔ_１２の期間（照射期間）は照射される。つまり、ｔ_０〜ｔ_１０の間は陽極側電解水５５の供給のみが行われ、ｔ_１０〜ｔ_１１の間は陰極側電解水５６の供給のみが行われ、そしてｔ_１１〜ｔ_１２の間は紫外線７０の照射のみが行われる。
図９のタイムチャートでは、陽極側電解水５５の供給と陰極側電解水５６の供給とが共に行われる期間が存在しないため、表面６０Ｓより上流で陽極側電解水５５と陰極側電解水５６とが混合されるのを抑制することができる。その結果、殺菌に寄与しないOHラジカルの発生を抑制することができる。
なお、第１供給期間、第２供給時間および照射期間の重複を確実に回避するために、各期間の間に、陽極側電解水５５、陰極側電解水５６および紫外線７０が全て停止する時間（タイムラグ）が生じるように制御してもよい。

本実施の形態の表面処理装置１８は、小型化できる利点がある。
例えば、図５に示す実施の形態３の表面処理装置１７では、（例えばｘ方向において）第１供給部３５と第２供給部３６とを離間距離Ｄ２だけ離間させ、第１供給部３５および第２供給部３６と紫外線出射部４１とを離間距離Ｄ１以上の距離で離間させる必要がある。よって、ｘ方向における表面処理装置１０の寸法は、離間距離Ｄ１、Ｄ２に依存して大きくなる。
一方、図７に示す本実施の形態の表面処理装置１８では、第１供給部３５と第２供給部３６とが近接し、且つ紫外線出射部４１を通ってもよいので、ｘ方向における表面処理装置１８の寸法を小さくできる。

表面処理装置１８を用いて対象物６０の表面６０Ｓを処理する方法は、
(4-1)陽極側電解水５５と陰極側電解水５６とを生成する工程
(4-2)陽極側電解水５５を対象物６０の表面６０Ｓに供給する第１供給工程
(4-3)陰極側電解水５６を対象物６０の表面６０Ｓに供給する第２供給工程
(4-4)表面６０Ｓ上で混合電解液５７に紫外線７０を照射する工程
を含んでいる。
工程(4-1)は実施の形態３の工程(3-1)と同様であるので説明を省略する。
工程(4-2)（第１供給工程）、工程(4-3)（第２供給工程）および工程(4-4)（照射する工程）については、実施の形態３では工程(3-2)〜工程(3-4)を同時に行うことができるのに対して、本実施の形態では、工程(4-2)〜工程(4-4)を交互に行う点（図８、図９）で相違する。

本実施の形態の表面処理装置１８は、陽極側電解水５５と陰極側電解水５６とを近接配置し、且つ陽極側電解水５５および陰極側電解水５６が紫外線出射部４１を通るように配置している。その代わりに陽極側電解水５５および陰極側電解水５６の供給期間と紫外線７０の照射時間とを制御する制御手段４５を備えている。これにより、第１供給部３５、第２供給部３６および紫外線出射部４１の配置の自由度が高まるので、表面処理装置１８の小型化を図ることができる。
なお、図７では、パイプ状の第１供給部３５および第２供給部３６が紫外線発生部４０を通過するように配管されているが、これに限定されず、紫外線発生部４０の外側を通過するように配管されてもよい。

＜実施の形態５＞
図１０に示す本実施の形態の表面処理装置１９は、第１供給部３５と第２供給部３６の代わりに、Ｔ字状の共通供給部３７を備えている点で、実施の形態４と異なる。それ以外の点では、実施の形態４の表面処理装置１８と同様である。
共通供給部３７は、３つの端部を備えている。具体的にはＴ字の短辺の両端部（第１の端部３７１と第２の端部３７２）と、短辺から直交方向に伸びる長辺の端部（第３の端部３７３）である。第１の端部３７１は陽極室３１に接続され、第２の端部３７２は陰極室３２に接続されている。第３の端部３７３は、対象物６０の表面６０Ｓに向けて開口している。

陽極側電解水５５と陰極側電解水５６とを同時に共通供給部３７に供給すると、陽極側電解水５５と陰極側電解水５６とは共通供給部３７の中で混合される。したがって、陽極側電解水５５を共通供給部３７に供給する第１供給期間は、陰極室３２と共通供給部３７との間を遮断して、陰極側電解水５６を共通供給部３７に入らないようにする（図１０（ａ））。そして、陰極側電解水５６を共通供給部３７に供給する第２供給期間は、陽極室３１と共通供給部３７との間を遮断して、陽極側電解水５５が共通供給部３７に入らないようにする（図１０（ｂ））。

表面処理装置１９を用いて対象物６０の表面６０Ｓを処理する方法は、
(5-1)陽極側電解水５５と陰極側電解水５６とを生成する工程
(5-2)陽極側電解水５５を対象物６０の表面６０Ｓに供給する第１供給工程
(5-3)陰極側電解水５６を対象物６０の表面６０Ｓに供給する第２供給工程
(5-4)表面６０Ｓ上で混合電解液５７に紫外線７０を照射する工程
を含んでいる。
工程(5-1)〜(5-4)は実施の形態４の工程(4-1)〜(4-4)と同様であるので説明を省略する。ただし、本実施の形態では、工程(5-2)〜工程(5-3)は重複することができない。したがって、図９に示すタイムチャートで表面処理を行うことはできるが、図８に示すタイムチャートで表面処理を行うことはできない。

＜実施の形態６＞
図１１に示す本実施の形態の表面処理装置１０’は、対象物６０’の表面６０Ｓ’が傾斜している点で、実施の形態１と異なる。それ以外の点では、実施の形態１の表面処理装置１０と同様である。
本実施の形態の表面処理装置１０’は、傾斜した表面６０Ｓ’を処理するものである。電解水発生部２０’から、傾斜した表面６０Ｓ’に電解水５０を供給すると、電解水５０は、重力によって表面６０Ｓ’を伝って下方向に流れる。このとき、電解水５０は、供給位置よりも下側の表面６０Ｓ’全体に効率よく広がる。表面６０Ｓ’に広がった電解水５０に紫外線７０を照射することにより、表面６０Ｓ’を殺菌処理することができる。すなわち、本実施の形態では、表面６０Ｓ’上において紫外線７０の照射領域Ｒより上側に電解水５０を供給するための電解水吐出手段（例えば、パイプ状の電解水供給部２７又は開口）を備えている。

具体的には、傾斜した表面６０Ｓ’の処理すべき領域（処理領域ＰＲ）を規定し、表面処理装置１０’の電解水発生部２０’で生成した電解水５０が、処理領域ＰＲより上側に供給されるように電解水供給部２７を配置する。また、紫外線照射領域Ｒが処理領域ＰＲを全て含むように（すなわち、処理領域ＰＲ全体に紫外線７０が照射できるように）、紫外線発生部４０の開口部４１を設ける。
表面処理装置１０’で表面処理を行うと、電解水供給部２７から供給された電解水５０は傾斜した表面６０Ｓ’の下方向に流れて、処理領域ＰＲ全体に広がる。そして、処理領域ＰＲに広がった電解水５０に紫外線７０を照射することにより、処理領域ＰＲ上でOHラジカルが発生する。このOHラジカルにより処理領域ＰＲを殺菌することができる。

なお、処理領域ＰＲの範囲は任意に設定することができる。例えば図１１では、傾斜した表面６０Ｓ’の一部を処理領域ＰＲとしたが、表面６０Ｓ’全体を処理領域ＰＲとすることもできる。その場合には、表面６０Ｓ’の上端部６１に電解水５０を供給することにより、表面６０Ｓ’全体に電解水５０を広げることができる。そして、表面６０Ｓ’全体が紫外線照射領域Ｒとなるように紫外線発生部４０の開口部４１を設けることにより、表面６０Ｓ’全体に広がった電解水５０に、紫外線７０を照射することができる。これにより、表面６０Ｓ’全体を殺菌することができる。

なお、本明細書において「傾斜した表面６０Ｓ’」とは、表面６０Ｓ’が水平方向Ｈに対して角度θを成していることを意味している。本実施の形態の目的から明らかなように、「傾斜した表面６０Ｓ’」は具体的には、上側に供給した電解水５０が表面６０Ｓ’を伝って下方向に流れ得るような傾斜角度θを有している表面のことを意味している。例えば、ごく僅かな傾斜（例えば角度θ＝１°）の表面６０Ｓ’も、図１１に示すように角度θ＝９０°の表面６０Ｓ’も、電解水５０は表面６０Ｓ’を伝って下方向に流れるので、「傾斜した表面６０Ｓ’」に含まれる。また、θ＞９０°の場合（つまり、表面６０Ｓ’が垂直を越えて下向きになる場合）でも、電解水５０の表面張力によって、電解水５０が表面６０Ｓ’を伝って下方向に流れ得る場合には、「傾斜した表面６０Ｓ’」に含まれる。

表面６０Ｓ’は、図１１のような平坦面のみならず、湾曲面であってもよい。湾曲面の場合、少なくとも一部が水平方向Ｈに対して角度を成しており、且つ処理領域ＰＲより上側に供給した電解水５０が処理領域ＰＲ全体に広がり得る場合には、「傾斜した表面６０Ｓ’」に含まれるものとする。

例えば、便器のボウル部の内面（水洗便器において流水で洗浄される面）は湾曲面であり、その表面の角度θは、リム部では例えばθ≒９０°で、下に向かって徐々に角度θが減少してゆき、貯水部では例えばθ≒３０°となる。このようなボウル部内面において、リム部から貯水部までの範囲を処理領域ＰＲとしたとき、リム部に電解水５０を供給することにより、電解水５０はボウル部内面を伝って貯水部まで達する。これにより電解水５０は、処理領域ＰＲ（リム部〜貯水部）に広がる。よって、便器のボウル部内面のような湾曲面も、本明細書における「傾斜した表面６０Ｓ’」に含まれる。

ところで、便器を上面から見ると、便器のボウル部内面のリム部はボウル部を取り囲むような環状になっている。よって、環状のリム部全体にわたって電解水供給部２７を設けると、ボウル部内面の円周方向のほぼ全体にわたって電解水５０を供給できる。同様に、環状のリム部全体にわたって紫外光発生部４０を設けることにより、ボウル部内面の全面に紫外線７０を照射することができる。これにより、ボウル部内面のほぼ全体を殺菌でき、便器のボウル部内面の全体を清浄に保つ効果がある。

その一方、ボウル部内面のうちで、特に汚れやすい部分（汚染領域）を集中して殺菌するために、例えば汚染領域の上側に位置するリム部に、電解水供給部２７および紫外光発生部４０を設けてもよい。電解水供給部２７から供給された電解水５０は、ボウル部内面を伝って汚染領域全体に広がる。そして、汚染領域に紫外線７０を照射することにより、汚染領域上でOHラジカルが発生して、汚染領域を集中的に殺菌できる。この形態では、少なくとも汚染領域だけに紫外線７０を照射できればよいので、紫外線７０の光源の数を減らすことができる。また、消費する電解水５０の量を減らすことができる点でも有利である。

さらに、汚染領域が、便器のボウル部内面の前面部分（着座時に前側に位置する内面部分）の場合には、電解水供給部２７を温水洗浄便座の洗浄ノズル設置部分に配置することができる。洗浄ノズル設置部分から電解水５０を放出して、汚染領域の上部に電解水５０を供給することにより、電解水５０を汚染領域に広げることができる。なお、紫外光発生部４０は、洗浄ノズル設置部分に設けることもできるが、汚染領域の上側に位置するリム部（リム部のうち、着座時に前側に位置する部分）に設けてもよい。
この形態では、洗浄ノズルに給水するための給水管から、電解水発生部２０’で使用する原料水８０を得ることができる点で好ましい。また、洗浄ノズル設置部分に電解水供給部２７と紫外光発生部４０とを共に備えた形態では、既存の便器に、後から本実施の形態の表面処理装置１０’を提供することができる点で有利である。

紫外線発生部４０は、処理領域ＰＲの全面に紫外線７０を照射できる形態にするのが好ましい。例えば、紫外線発生部４０を、多数の光源（例えば、紫外線ランプや紫外線LED等）を並べた形態にすることで、紫外線照射領域Ｒを容易に広くすることができ、処理領域ＰＲの全面に紫外線７０を照射するのに適している。また、光源からの紫外線７０を拡散させるレンズを併用することにより、少ない光源で、紫外線照射領域Ｒを広くすることができる。

図１１では、電解水発生部２０’を紫外線発生部４０の上側に配置している。しかしながら、電解水供給部２７を適宜配管することができるので、電解水発生部２０’の設置位置に拘わらず、電解水５０を処理領域ＰＲの上側に供給することができる。また、紫外線発生部４０と処理領域ＰＲとが離れている場合には、光ファイバ等の導光部材を用いて導光することもできる。よって、表面処理装置１０’の設置空間、光源への電気配線、電解水発生部２０’への原料水８０供給経路などに合わせて、電解水発生部２０’と紫外線発生部４０の配置は任意に変更することができる。

なお、電解水発生部２０’の代わりに、実施の形態３で説明したような二室式電解部３０を用いることもできる（図５〜図６）。図５〜図６に示すように、二室式電解部３０は陽極室３２および陰極室３１を備えており、陽極室３２および陰極室３１のそれぞれには電解水吐出手段（例えば、パイプ状の電解水供給部２７又は開口）が設けられる。陽極室３２で生成した陽極側電解水５５と、陰極室３１で生成した陰極側電解水５６とは電解水供給部２７又は開口を通って、図１１のような傾斜した表面６０Ｓ’に別々に供給することができる。このとき、陽極側電解水と陰極側電解水とを共に処理領域ＰＲの上側に供給することにより、陽極側電解水と陰極側電解水との混合物（混合電解液）を処理領域ＰＲに広げることができる。この混合電解液に紫外線７０を照射することにより、処理領域ＰＲ上でOHラジカルを効率よく発生させることができる。このOHラジカルにより処理領域ＰＲを殺菌することができる。

以下に、実施の形態１〜６の表面処理装置の各構成部材について説明する。
（光源）
紫外線発生部４０に設置される紫外線発生用の光源は、オゾンおよび過酸化水素からOHラジカルを発生させることのできる波長および強度を有する紫外線を発生可能な光源が利用できる。光源の例としては、紫外線ランプ、半導体発光素子(LED)等が挙げられる。特に、寿命が短く小型化が容易なLEDが好適である。
なお、光源は電解水等と共に使用されるので、防水性の高い光源、または防水容器等で保護しやすい光源が好ましい。

（陽極２３、３３、陰極２４、３４）
電解水発生部２０、二室式電解部３０に設置される陽極２３、３３および陰極２４、３４は、例えばBDD電極、白金電極、炭素電極等の不活性電極が好ましい。BDD電極は、基材の表面にボロンドープドダイヤモンド(BBD)膜を形成した電極である。基材としては、例えば、チタン、カーボン等の導電性基板、イオン交換膜、およびそれらを組み合わせたものを用いることができる。
本発明では、BDD電極を用いると原料水８０からのオゾンおよび過酸化水素の発生効率が高いので、特に好ましい。

（隔壁３８）
二室式電解部３０に用いられる隔壁３８は、陽極室３１から陰極室３２への電流の流れが可能で、且つオゾンおよび過酸化水素を通さない材料が用いられる。具体的には、イオン交換膜から成る隔壁３８を用いることができる。

（電解水供給部２７、第１供給部３５、第２供給部３６、共通供給部３７）
電解水供給部２７、第１供給部３５、第２供給部３６および共通供給部３７（以下、「供給部」と称する）には、パイプ状の部材を用いることができる。供給部はオゾンや過酸化水素を含む電解水５０、陽極側電解水５５および陰極側電解水５６（以下、「電解水等」と称する）が通過するので、耐腐食性材料を用いるのが好ましい。また、供給部を通る電解水等を紫外線から遮蔽するために、紫外線不透過性の材料を用いてもよい。
供給部に好ましい材料としては、例えば、ステンレス等などの金属材料、塩化ビニル等などの樹脂材料が挙げられる。

（原料水８０）
原料水８０は、電解が可能な水であればよく、例えば水道水、電解質を添加した純水等が利用できる。なお、原料水８０が塩素を含んでいる場合には、陽極２３、３３側で、オゾンの他に次亜塩素酸も発生しうる。

＜実施の形態７＞
本発明では、実施の形態１〜５の表面処理装置を備えた機器を提供することができる。表面処理装置を設置するのに適した機器は、概して、水洗可能で、殺菌を必要とする機器であり、例えば、キッチン用機器、洗面用機器、浴室用機器、トイレ用機器、医療用機器、食品加工用機器および排水用処理機器などの機器が挙げられる。
キッチン用機器としては、例えばシンク、生ゴミ容器、スポンジホルダ、フキンホルダ、排水孔等が挙げられる。
洗面用機器としては、例えば洗面ボウル、石けんホルダ、排水孔、洗面台等が挙げられる。
浴室用機器としては、例えばバスタブ、浴室用ミラー、シャンプーホルダ、シャワーホルダ、排水孔、システムバス等が挙げられる。
トイレ用機器としては、例えば便器、手洗ボウル、温水洗浄便座等が挙げられる。
医療用機器としては、例えば医療器具消毒器等が挙げられる。
食品加工用機器としては、例えば食品用ベルトコンベヤ、食品用容器、排水孔等が挙げられる。
排水用処理機器としては、例えば下水浄化設備等が挙げられる。

１０、１０’、１１、１７、１８、１９ 表面処理装置、 ２３、３３ 陽極、 ２４、３４ 陰極、 ２０、２０’ 電解水発生部、 ２７ 電解水供給部、 ３０ 二室式電解部、 ３１ 陽極室、 ３２ 陰極室、 ３５ 第１供給部、 ３６ 第２供給部、 ４０ 紫外線発生部、 ４１ 紫外線出射部、 ４５ 制御装置、 ５０ 電解水、 ５５ 陽極側電解水、 ５６ 陰極側電解水、 ５７ 混合電解水、 ６０、６０’ 対象物、 ６０Ｓ 表面、６０Ｓ’ 傾斜した表面、 ７０ 紫外線、 ８０ 原料水

Claims (9)

1. 対象物の表面をラジカルで処理するための装置であって、
   電解水を発生させる電解水発生部と、
   前記表面に紫外線を照射する紫外線発生部と、
   前記電解水が供給される電解水供給部と、
   前記電解水の供給期間と、前記紫外線の照射期間とが交互になるように制御する制御手段と、を備え、
   前記電解水供給部の中心線と前記紫外線発生部の中心線とは、前記表面と平行な面内において重なっており、
   前記制御手段により、前記電解水発生部から前記対象物の前記表面までの電解水供給経路では前記電解水に前記紫外線が照射されず、前記表面上で前記電解水に紫外線を照射することによりラジカルを発生させることを特徴とする表面処理装置。
2. 前記対象物の前記表面は傾斜しており、
   前記表面上において前記紫外線の照射領域より上側に前記電解水を供給するための電解水吐出手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の表面処理装置。
3. 前記制御手段は、前記供給期間と前記照射期間とが重複しないように制御することを特徴とする請求項１または２に記載の表面処理装置。
4. 前記紫外線発生部は、半導体発光素子を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の表面処理装置。
5. 前記電解水は、オゾンと過酸化水素水とを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の表面処理装置。
6. 対象物の表面をラジカルで処理する方法であって、
   電解水を発生させる工程と、
   前記電解水を前記対象物の前記表面に供給する工程と、
   ラジカルを発生させるために、前記表面上で前記電解水に紫外線を照射する工程と、を含み、
   前記電解水が供給される電解水供給部の中心線と、前記電解水供給部と前記表面に紫外線を照射する紫外線発生部の中心線とは、前記表面と平行な面内において重なっており、
   前記供給する工程と前記照射する工程とが交互に行われることを特徴とする表面処理方法。
7. 前記供給する工程を行う供給期間と前記照射する工程を行う照射期間とが重複しないことを特徴とする請求項６に記載の表面処理方法。
8. 前記電解水は、オゾンと過酸化水素水とを含むことを特徴とする請求項６または７に記載の表面処理方法。
9. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の表面処理装置を用いた機器であって、
   前記機器が、キッチン用機器、洗面用機器、浴室用機器、トイレ用機器、医療用機器、食品加工用機器および排水用処理機器から成る群から選択されることを特徴とする機器。

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