JP2002035596A

JP2002035596A - 光触媒体、ランプおよび照明器具

Info

Publication number: JP2002035596A
Application number: JP2000226069A
Authority: JP
Inventors: Akira Kawakatsu; 晃川勝
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2000-07-26
Filing date: 2000-07-26
Publication date: 2002-02-05

Abstract

(57)【要約】【課題】汚れ物質などの付着、吸着性を抑制しつつ、よ
り高い分解性を有する光触媒体、ランプおよび照明器具
を提供する。【解決手段】光触媒体１０は、基体と；ＴｉＯＲ₂（Ｒ
はキレート化合物）を原材料とした有機金属化合物を熱
分解することによって基体１上に形成された酸化チタン
を主成分としてなる光触媒膜２と；を具備している。Ｔ
ｉＯＲ₂を原材料とした有機化合物を熱分解することに
より光触媒膜を形成したので、光触媒作用の高い分解力
により汚れがつき難く、清浄効果の高い光触媒体を得る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光触媒体、これを用
いたランプおよび照明器具に関する。

【０００２】

【従来の技術】消臭、防汚およびまたは抗菌を行うため
に、光触媒膜を用いること知られている。

【０００３】光触媒膜は、紫外線照射を受けて、その光
エネルギーを吸収すると、光触媒膜を構成して光触媒作
用を呈する半導体に電子とホールが生成する。電子とホ
ールは、膜表面にある酸素や水と反応して活性酸素や他
の活性なラジカルなどを生じ、有機物からなる汚れ物質
や臭い成分を酸化還元して分解するとされている。

【０００４】光触媒作用のある物質のうち、現在最も有
望視されているのは酸化チタンである。酸化チタンは、
光触媒作用が顕著であるとともに、安全で工業的に合理
的な価格で、しかも必要量を入手できる物質だからであ
る。

【０００５】近時、光触媒膜の有用性に注目して、建
材、照明器具およびランプなど幅広い物品に光触媒膜を
形成しようとする動きが活発である。

【０００６】光触媒膜の製造方法には種々あるが、いわ
ゆるディップ法と超微粒子分散液コーティング法とが一
般的に用いられている。

【０００７】いわゆるディップ法は、基体に光触媒膜を
構成する金属のアルコキシド、たとえば光触媒膜が酸化
チタンである場合には、チタンのアルコキシドを含む塗
布液を塗布し、４００〜５００℃の温度で焼成して光触
媒膜を形成する方法である。この製造方法により得られ
た光触媒膜は、膜強度に優れるために耐久性がある。

【０００８】超微粒子分散液コーティング法は、酸化チ
タンなどの光触媒性の超微粒子を水やアルコールなどか
らなる溶液中に分散させた水溶性分散液を基体に塗布
し、焼成して光触媒膜を得る方法である。この製造方法
により得られた光触媒膜は、結晶性が高く、光触媒性に
優れている。

【０００９】いわゆるディップ法により得られた光触媒
膜は、高温で長時間焼成しないと、膜表面における結晶
性が十分でなく、光触媒性が低いという問題がある。基
体がソーダライムガラスなどの軟質ガラスの場合には、
ガラスの軟化温度が比較的低いので、所要の高温で焼成
できないから、十分な光触媒性を得ることが困難であ
る。

【００１０】また、上記製造方法により光触媒膜を形成
すると、ガラスの屈折率に比べて酸化チタンを主体とす
る光触媒膜の屈折率が大きいために、両者の屈折率差に
よって生じる光干渉作用によって、可視光透過率が低下
するという問題もある。

【００１１】一方、超微粒子分散液コーティング法にお
いては、基体との付着性を十分に得にくいとともに、有
機質の結着剤を用いている場合に、その結着剤にクラッ
クが発生しやすい。結着剤にクラックが発生すると、白
濁などにより透過率低下が発生するといった問題があ
る。出願人は、超微粒子分散液コーティング法による光
触媒膜形成を改善して、基体に形成された金属酸化物超
微粒子とＳｉ化合物からなる多孔質金属酸化物からなる
下地層と下地層の上に形成された酸化チタンの超微粒子
を主体とする光触媒膜を形成した光触媒体において、下
地層に含まれる金属酸化物超微粒子がＡｌ，Ｚｒ，Ｓｉ
の酸化物からなり、その平均粒径が１０〜４０ｎｍであ
りかつそのモル比率が４０〜９０％である光触媒体を出
願している。また、このような光触媒体の分解効果をさ
らに改善した高機能光触媒体とこれを用いたランプおよ
び照明器具を提供することを出願しており、高い分解特
性のものが得られている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな高分解性の光触媒体は、分解性が高い反面、汚れ物
質やガスなどの吸着性も高く、使用条件によっては汚れ
が付着する量の方が光触媒作用によって分解される量よ
りも多くなる場合があり、この場合には所望の効果が得
られないことが判明した。

【００１３】また、光触媒膜に光が所望の強度で照射さ
れない領域があると、その領域は光触媒膜が形成されて
いない部分に比べて汚れ物質やガスなどが多量に付着す
るため、かえって汚れが目立つという悪影響がある。

【００１４】この汚れの付着性は、光触媒膜の表面状態
に影響を受ける。そして、高分解性の光触媒体は膜自体
の親水性が高く、親水性の高い光触媒膜ほど汚れの付
着、吸着性が高い傾向が見られている。

【００１５】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、汚れ物質などの付着、吸着性を抑制しつつ、より
高い分解性を有する光触媒体、ランプおよび照明器具を
提供することを目的とする。

【課題を達成するための手段】請求項１の光触媒体は、
基体と；ＴｉＯＲ₂（Ｒはキレート化合物）を原材料と
した有機金属化合物を熱分解することによって基体上に
形成された酸化チタンを主成分としてなる光触媒膜と；
を具備していることを特徴とする。

【００１６】本請求項および以下の請求項において、特
に指定しない限り用語の定義および技術的意味は以下の
説明による。

【００１７】基体は、光触媒膜を担持するもので、専ら
光触媒膜担持を目的とする部材はもちろんのこと、元来
光触媒の担持を目的としない他の機能のために形成され
る機能材であることを許容する。

【００１８】基体として用いられる機能材としては、た
とえばタイル、窓ガラス、天井パネルなどの建築材や、
厨房用および衛生用の器材、家電機器、照明用器材、消
臭用または集塵用フィルターなどが挙げられ、上記列挙
するもの以外にも、光触媒作用が発揮できるものであれ
ば所望の部材を基体として適用することができる。

【００１９】基体の材料としては、金属、ガラス、セラ
ミックス（磁器を含む。）、陶器、石材、合成樹脂およ
び木材などが挙げられる。しかし、光触媒膜は熱分解に
より形成されるため、基体は、その熱分解時の加熱温度
に耐え得る耐熱性を備えている必要がある。この熱分解
によって光触媒膜が基体に強固に固着されることにな
る。

【００２０】光触媒物質は、ＴｉＯＲ₂（Ｒはキレート
化合物）を原材料とした有機化合物を熱分解することに
より形成されたものである。金属酸化物からなる光触媒
物質として一般的に使用されているものは主として酸化
チタン（ＴｉＯ₂）を主成分とする金属酸化物である。
酸化チタンは、光触媒作用が顕著であるとともに、安全
で工業的に合理的な価格で、しかも必要量を比較的容易
に入手できるので、光触媒物質として、現在最も有望視
されている。

【００２１】酸化チタンを主成分とした膜は、通常、チ
タン化合物をディップまたはスプレー法などによって塗
布し、焼成して成膜するか、酸化チタンの超微粒子を分
散した溶液を塗布し、常温で乾燥または高温焼成して成
膜されるが、これらの成膜方法では汚れ物質やガスの付
着、吸着性が高い親水性傾向の光触媒膜しか形成できな
かった。

【００２２】しかしながら、発明者が光触媒膜の成膜方
法を種々検討した結果、ＴｉＯＲ₂（Ｒはキレート化合
物）からなる原材料を基体上で熱分解により光触媒膜を
成膜したところ、非常に高い分解特性を有し、また可視
光透過率も高い光触媒膜を得ることができた。この方法
によれば、通常のチタンアルコキシドなどを使用したデ
ィップ法などと異なり、ほとんど加水分解させず成膜す
ることが可能となる。

【００２３】ＴｉＯＲ₂を原材料とした有機金属化合物
の熱分解に必要な加熱温度は１５０〜８００℃の範囲内
である。

【００２４】本発明の光触媒体は、以下の作用を奏す
る。

【００２５】汚れ物質などの有機物質の分解特性が高
く、高い光触媒作用が得られる。これは、光触媒膜を構
成する酸化チタンの結晶性が良好であることなどが影響
していると考えられる。

【００２６】ディップ法と比較して低温で成膜するこ
とができ、製造が容易であるとともに、基体の加熱温度
も低くなることから使用可能な基体材質の制約が少な
い。

【００２７】光触媒膜の膜強度（硬度？）が高い。こ
れは、酸化チタンの結晶性が高いためと考えられる。

【００２８】請求項１の光触媒体によれば、ＴｉＯＲ₂
を原材料とした有機化合物を熱分解することにより光触
媒膜を形成したので、光触媒作用の高い分解力により汚
れがつき難く、清浄効果の高い光触媒体を得ることがで
きる。

【００２９】請求項２は、請求項１記載の光触媒体にお
いて、光触媒膜が疎水性を呈することを特徴とする。

【００３０】ここで、「疎水性」とは、大気雰囲気にお
ける平衡状態で、水に対する接触角が６０°以上となる
ことを意味する。

【００３１】酸化チタンを主成分とする膜の表面は、製
法などによって多少変化するが、水に対する接触角が約
４５〜５０°またはこれ以下の親水性を呈するのが一般
的であり、また紫外線を照射することによりその接触角
がさらに低下して超親水性になるものもある。

【００３２】このように、酸化チタンを主成分とする膜
は、一般的に親水傾向が強く、親水性の高い光触媒膜ほ
ど汚れの付着、吸着性が高い傾向が見られている。

【００３３】発明者は、ＴｉＯＲ₂を原材料とした有機
化合物を熱分解して成膜した光触媒膜は、表面を疎水性
とすることによって汚れの付着性が大幅に低減され、か
つ非常に高い分解特性が得られることがが判明した。

【００３４】疎水性を呈するメカニズムの詳細は不明で
あるが、加水分解を経ず、熱分解により光触媒膜が成膜
されるため、酸化チタンが膜表面まで欠陥の少ない完全
結晶に近い状態となり、ＯＨ基が結合し難くなっている
ためと思われる。

【００３５】請求項２の光触媒体によれば、光触媒膜の
表面が疎水性を呈しているので、汚れ物質やガスなどの
付着、吸着性が大幅に低減され、かつ光触媒膜の分解特
性も高いので、光触媒体の清浄効果がより促進される。
請求項３は、請求項１または２記載の光触媒体におい
て、Ｒがアセチルアセトン（Ｃ₅Ｈ₇Ｏ₂）、シクロペン
タジエニル（Ｃ₅Ｈ₅）またはジピバロイルメタン（Ｃ₁₁
Ｈ₁₉Ｏ₂）のうち少なくとも一種であることを特徴とす
る。

【００３６】請求項３の光触媒体によれば、比較的安価
で取扱いが容易なキレート化合物により光触媒膜を成膜
することが可能となる。

【００３７】請求項４は、請求項１ないし３いずれか一
記載の光触媒体において、ＴｉＯＲ ₂を原材料とした有
機金属化合物を溶剤に溶解し、基体上に塗布した後、熱
分解を行うことにより光触媒膜が形成されたことを特徴
とする。

【００３８】溶剤としては、アルコールや水などが挙げ
られるがこれに限らない。有機金属化合物が溶解された
溶液は、ディップ法、スプレー法、スピンコート法など
周知の塗布方法で基体に塗布することが可能である。

【００３９】成膜時の膜厚は、５ｎｍ〜１０μｍの範囲
内とするのが好ましいが、これに限らない。特に光触媒
膜の膜厚が１０μｍを超えると光触媒膜が白濁したり膜
強度が低下するため好ましくない。また、５ｎｍ未満だ
と光触媒活性が低下する。

【００４０】請求項４の光触媒体によれば、ＴｉＯＲ₂
を原材料とした有機金属化合物が溶解された溶液を基体
上に塗布して熱分解するので、比較的簡単な方法で光触
媒膜を成膜することが可能である。

【００４１】請求項５は、請求項１および４いずれか一
記載の光触媒体において、ＴｉＯＲ ₂のキレート化合物
のうちＴｉの５０％以上の比率のＲをアルキル基、水酸
基、アルコキシ基またはカルボキシ基で置換したことを
特徴とする。

【００４２】ここで、「ＴｉＯＲ₂のキレート化合物の
うちＴｉの５０％以上の比率のＲを置換する」とは、Ｔ
ｉＯＲ₂のうちのＲを平均１個以上置換することを意味
し、原材料としての有機金属化合物全体のキレート化合
物（Ｒ）の約半数またはそれ以下が置換されていること
を意味する。

【００４３】一方のキレート化合物（Ｒ）を置換する方
法としては、周知の化学反応を利用することが可能であ
る。

【００４４】ＴｉＯＲ₂の状態で酸化チタンに結合して
いるキレート化合物のうち、片方のキレート化合物
（Ｒ）をアルキル基、水酸基、アルコキシ基またはカル
ボキシ基で置換することで、基体表面への濡れ性が向上
され、膜の付着力や成膜性を改善できるという作用を奏
する。

【００４５】請求項５の光触媒体によれば、ＴｉＯＲ₂
の状態で酸化チタンに結合しているキレート化合物のう
ち、片方のキレート化合物（Ｒ）をアルキル基、水酸
基、アルコキシ基またはカルボキシ基で置換することに
よって、基体表面への濡れ性が向上され、膜の付着力や
成膜性を改善できる。

【００４６】請求項６は、請求項１ないし５いずれか一
記載の光触媒体において、ＴｉＯＲ ₂を原材料とした有
機金属化合物を溶剤に溶解し、さらにＴｉＯ₂超微粒子
を分散して調製された溶液を基体上に塗布した後、熱分
解を行うことにより光触媒膜が形成されたことを特徴と
する。

【００４７】ＴｉＯ₂超微粒子とは、平均粒径が２〜１
００ｎｍ、好ましくは４〜１０ｎｍである。ＴｉＯ₂超
微粒子は、水やエタノールなどの有機溶剤に分散させた
溶液でＴｉＯＲ₂を原材料とした有機金属化合物と適量
混合される。

【００４８】このときの混合割合としては、両化合物の
質量換算比でＴｉＯ₂／ＴｉＯＲ₂が４／５以下、特に約
１／４となるのが好ましい。

【００４９】このように、ＴｉＯＲ₂を原材料とした有
機金属化合物にＴｉＯ₂超微粒子を適量混合すること
で、成膜性が向上し、可視光透過率も高くすることがで
きる。これは、ＴｉＯ₂超微粒子が光触媒膜中に分散混
合されることによって混合屈折率差が少なくなり、光干
渉が低減されるためと考えられる。

【００５０】請求項６の光触媒体によれば、ＴｉＯＲ₂
を原材料とした有機金属化合物にＴｉＯ₂超微粒子が適
量混合されるので、光触媒膜の成膜性が向上し、可視光
透過率を高くすることができる。

【００５１】請求項７は、請求項１ないし５いずれか一
記載の光触媒体において、ＴｉＯＲ ₂を原材料とした有
機金属化合物を溶剤に溶解し、さらにシリコーン成分を
添加して調製された溶液を基体上に塗布した後、熱分解
を行うことにより光触媒膜が形成されたことを特徴とす
る。

【００５２】添加するシリコーン成分としては、ポリシ
ロキサンやシリコーン樹脂が挙げられるがこれに限らな
い。

【００５３】添加する比率としては、ＴｉＯＲ₂を原材
料とした有機金属化合物に対し２〜２０質量％の範囲
内、特に１０質量％となるのが好ましい。

【００５４】請求項７の光触媒体によれば、ＴｉＯＲ₂
を原材料とした有機金属化合物にさらにシリコーン成分
を添加するので、可視光透過率をさらに高くすることが
できる。

【００５５】請求項８は、請求項１ないし６いずれか一
記載の光触媒体において、光触媒膜がアナターゼ形酸化
チタンを主体としていることを特徴とする。

【００５６】酸化チタンには、その結晶構造としてルチ
ル形とアナターゼ形とがある。光触媒作用は、アナター
ゼ形の方が優れているといわれている。したがって、本
発明においては、アナターゼ形の酸化チタンを主体とし
て用いるのが好適である。しかし、実際的にはアナター
ゼ形にルチル形が混合して形成される場合も多く、それ
でも実用的な光触媒作用を得ることができるから、本発
明においては、両者の混合した態様を許容する。さら
に、それらの混合比の如何によって有機物の分解性を調
整することが可能となる。

【００５７】請求項８の光触媒体は、光触媒膜がアナタ
ーゼ形を主体としているので、分解特性をより高くする
ことが可能となる。

【００５８】請求項９のランプは、ガラスバルブ内に発
光部が収容され、波長４００ｎｍ以下の光を含んで発光
するランプ本体と；ランプ本体のガラスバルブを基体と
して少なくともバルブ外面に光触媒膜を形成して構成さ
れた請求項１ないし８いずれか一記載の光触媒体と；を
具備していることを特徴とする。

【００５９】本発明のランプは、発光原理は問わない。
たとえば、ガラスバルブは、放電媒体を包囲している態
様であってもよいし、発光部を内包している発光管をさ
らに包囲する外管であってもよい。すなわち、ランプは
白熱電球、放電ランプなどであることを許容し、白熱電
球の場合にはフィラメントが発熱部に、放電ランプの場
合には放電によって輝線を発する放電媒体や蛍光体層な
どが発光部にそれぞれ該当する。また、ＬＥＤの場合に
は発光半導体チップが発光部に、モールド樹脂がガラス
バルブにそれぞれ該当するため、広義にはバルブはガラ
スに限定されない。

【００６０】白熱電球の場合、色温度が高いハロゲン電
球の方が一般照明用電球より波長４００ｎｍ以下の発光
割合が高いが、一般照明用の白熱電球であってもよい。

【００６１】放電ランプの場合、低圧放電ランプおよび
高圧放電ランプのいずれでもよい。

【００６２】低圧放電ランプとしては、たとえば蛍光ラ
ンプがある。蛍光ランプに用いる蛍光体を選択して４０
０ｎｍ以下の発光を適当に増加させることができる。こ
のような蛍光ランプは、比較的可視光の低下が少なく
て、しかも光触媒体の活性化作用が一般照明用の蛍光ラ
ンプに比較して良好なので、光触媒体活性化用のランプ
として好適である。しかし、本発明は一般照明用として
従来から多用されている三波長形発光の蛍光体やカルシ
ウムハロリン酸塩蛍光体を用いた蛍光ランプであること
を許容するものである。

【００６３】また、主として４００ｎｍ以下の発光を利
用する目的の殺菌ランプやブラックライト、ケミカルラ
ンプなどをも許容する。

【００６４】一方、高圧放電ランプとしては、たとえば
水銀ランプ、メタルハライドランプおよび高圧ナトリウ
ムランプなどであるを許容する。

【００６５】本発明においては、ランプのガラスバルブ
を基体として光触媒膜を形成しているので、たとえラン
プが発生する４００ｎｍ以下の発光量が少なくても光触
媒膜を十分に活性化することができる。

【００６６】また、本発明のランプを用いると、光触媒
作用によりガラスバルブに付着するたばこの脂や、ばい
煙などの有機質の汚れ物質が分解されるので、ガラスバ
ルブの汚れによる光束低下が少なくなる。このため、長
期間にわたって良好な照明を行うことができるととも
に、ランプの清掃インターバルを長くすることができ
る。

【００６７】さらに、ランプが点灯するのに伴って生じ
る発熱により、ランプの周囲に熱対流が発生じ、室内の
空気が対流する。ランプに接触した空気の消臭、殺菌が
行われる。したがって、本発明のランプを用いることに
より、室内空気を消臭、殺菌することができる。

【００６８】請求項９のランプによれば、請求項１ない
し８いずれかの作用を備えたランプを提供することが可
能である。

【００６９】請求項１０の照明器具は、制光手段を備え
た照明器具本体と；照明器具本体の制光手段の少なくと
も一部を基体として形成された請求項１ないし８のいず
れか一記載の光触媒体と；を具備していることを特徴と
する。

【００７０】本発明において、照明器具は、屋外用およ
び屋内用のいずれでもよい。

【００７１】制光手段は、反射体、グローブ、セード、
透光性カバーおよびルーバなどの一種類または任意の複
数種類の組み合わせで用いられていることを許容する。

【００７２】また、制光手段の全体に光触媒膜を形成し
てもよいが、その一部分に形成してもよい。

【００７３】制光手段は、使用によりばい煙やたばこの
脂などの有機物からなる汚れがそこに付着すると、照明
器具としての光学性能が低下するが、光触媒膜を形成し
ておくことにより、汚れが分解されるので、光学性能の
低下を抑制することができる。

【００７４】また、制光手段に接触した空気中の臭い物
質を分解したり殺菌することにより、室内の脱臭、殺菌
を行うこともできる。

【００７５】さらに、照明器具をたとえば冷蔵庫、エア
コンディショナー、空気清浄装置などに収納できる大き
さおよび構造にして、これらの機器に配設することによ
り、脱臭または殺菌手段とすることもできる。

【００７６】以上の説明から理解できるように、制光手
段に光触媒膜を形成するので、光触媒膜は透明性の良好
なものが好適である。

【００７７】請求項１０の照明器具によれば、請求項１
ないし８いずれかの作用を備えた照明器具を提供するこ
とが可能である。

【００７８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照して説明する。

【００７９】図１は、本発明の第１の実施形態における
光触媒体の断面を拡大して示す概念的模式図である。

【００８０】各図において、１０は光触媒体、１は基
体、２は光触媒膜である。基体１は、厚さ３ｍｍ、一辺
の長さが約５０ｍｍの矩形板状ソーダライムガラスから
構成されている。

【００８１】光触媒膜２は、ＴｉＯＲ₂を原材料とした
有機金属化合物をアルコールおよび水からなる溶剤に２
〜１０質量％溶解させて調製された溶液を基体１の表面
上にスプレー法によって塗布した後、約３００℃で０．
５時間熱分解させて成膜されたものである。ここで、キ
レート化合物（Ｒ）にはアセチルアセトン（Ｃ₅Ｈ
₇Ｏ ₂）を使用した。このとき、光触媒膜２の膜厚は約
０．２μｍであった。

【００８２】この光触媒体１０に、カーボンを付着さ
せ、強度が０．４ｍＷ／ｍｍ²の紫外線を光触媒膜２に
照射しながら可視光透過率の変化からカーボンの吸光度
の対数に換算して分解力を求め、経過時間毎に測定し
た。

【００８３】第１の実施形態の光触媒体１０によれば、
従来のチタンアルコキシド溶液を加水分解させて成膜し
た従来例の光触媒膜（膜厚０．２μｍ、焼成温度５００
℃、焼成時間約１時間）に比べて高い分解特性が得られ
ることが確認された。

【００８４】なお、上記実施形態では、キレート化合物
（Ｒ）にアセチルアセトン（Ｃ₅Ｈ₇Ｏ₂）を使用した
が、シクロペンタジエニル（Ｃ₅Ｈ₅）またはジピバロイ
ルメタン（Ｃ₁₁Ｈ₁₉Ｏ₂）を使用しても同様の効果が得
られる。

【００８５】本発明の第２の実施形態は、第１の実施形
態の有機金属化合物からなる溶液にＴｉＯ₂超微粒子を
分散させたものである。ＴｉＯ₂超微粒子は、平均粒径
が１０ｎｍのものを使用し、水やエタノールなどの有機
溶剤にＴｉＯ₂超微粒子分散させて溶液を調整し、有機
金属化合物溶液と混合させた。混合割合は、両化合物の
質量換算比ＴｉＯ₂／ＴｉＯＲ₂で約１／４とした。

【００８６】第２の実施形態によれば、ＴｉＯＲ₂を原
材料とした有機金属化合物にＴｉＯ₂超微粒子を適量混
合することで、成膜性が向上し、可視光透過率も高くす
ることができた。

【００８７】本発明の第２の実施形態は、第１の実施形
態の有機金属化合物からなる溶液にシリコーンとしてポ
リシロキサンを有機金属化合物に対し約１０質量％の割
合で添加したものである。

【００８８】第３の実施形態によれば、ＴｉＯＲ₂を原
材料とした有機金属化合物にさらにシリコーン成分を添
加するので、可視光透過率をさらに高くすることができ
た。

【００８９】図２は、本発明の第１ないし第３実施形態
の光触媒体の分解特性を示すグラフである。図２の分解
特性は、第１実施形態の分解特性試験と同様の条件で各
実施形態の光触媒体について測定した結果を表すもので
ある。ここで、線Ａ（実線）は第１実施形態を、線Ｂ
（点線）は第２実施形態を、線Ｃ（一点破線）は第３実
施形態をそれぞれ示しており、線Ｄ（２点破線）は第１
実施形態の欄で説明した従来例である。なお、分解力は
相対値であり、横軸の単位は時間（ｈ）である。

【００９０】図２から明らかなように、第１実施形態の
光触媒体の分解特性が最も高く、次いで第２実施形態、
第３実施形態の順番で分解特性が高かった。これら実施
形態の光触媒体は、従来例と比較していずれも３倍以上
の分解力を有しており、特に第１実施形態においては５
倍以上の分解力を有していることをが確認された。

【００９１】図３は、上記各実施形態の光触媒体の可視
光透過率特性を示すグラフである。図中の符号は図２で
示す光触媒体の各実施形態および従来例に対応してい
る。この可視光透過率は、図２の測定で使用した各実施
形態および従来例の光触媒体にカーボンなどの汚れ物質
を付着させない状態で測定したものである。

【００９２】図３の分光透過率から明らかなように、第
３の実施形態の可視光透過率特性が最も高く、次いで第
２実施形態、第１実施形態の順番で可視光透過率特性が
高かった。なお、第１実施形態の光触媒体は、従来例と
比較して高い可視光透過率特性を有している訳ではない
が、比視感度の高い波長５５０ｎｍ近傍の透過率が高い
ので透過光の明るさ改善されるとともに、透過率ピーク
差も小さいので干渉縞が表われにくく、外観が良好とな
る。

【００９３】このように、各実施形態の分解特性と可視
光透過率特性とは相反する関係にあるため、光触媒体を
使用する目的に合わせてＴｉＯＲ₂を原材料とした有機
金属化合物に混合する物質などを選定すればよい。

【００９４】図４は、本発明のランプの一実施形態にお
ける蛍光ランプを示す要部断面正面図である。

【００９５】図において、１１はガラスバルブ、１２は
光触媒膜、１３は蛍光体層、１４はフィラメント電極、
１５は口金である。

【００９６】ガラスバルブ１１は、光触媒膜１２に対し
て基体として機能するとともに、内部に蛍光ランプとし
ての機能部分を気密に収納する。すなわち、ガラスバル
ブ１１の内部に放電媒体としての水銀およびアルゴンを
主体とする希ガスを数ｔｏｒｒ封入し、内面に蛍光体層
１３を担持し、さらに両端に一対のフィラメント電極１
４を封装している。

【００９７】口金１５は、アルミニウム製のキャップ状
の口金本体１５ａおよび口金本体１５ａに絶縁して取り
付けられた一対の口金ピン１５ｂから構成され、ガラス
バルブ１１の両端部に接着されている。フィラメント電
極１４の両端はそれぞれ口金ピン１５ｂに接続されてい
る。

【００９８】そうして、本実施形態の蛍光ランプを用い
て照明すると、光触媒膜１２の光触媒作用により、蛍光
ランプの表面に付着した有機の汚れ物質が分解され、接
触した空気中の臭い物質が分解されて周囲の消臭が行わ
れる。

【００９９】図５は、本発明の照明器具の一実施形態に
おけるトンネル用照明器具を示す斜視図である。

【０１００】図において、２１は照明器具本体、２２は
前面枠、２３は透光性ガラスカバー、２４はランプソケ
ット、２５は高圧放電ランプ、２６は反射板である。

【０１０１】照明器具本体２１は、ステンレス板を前面
に開口部を備えた箱状に成形してなり、背面に取付金具
２１ａを備えている。

【０１０２】前面枠２２は、ステンレス板を成形してな
り、中央に投光開口２２ａ、一側にヒンジ２２ｂ、他側
にラッチ（図示しない。）を備えている。そして、ヒン
ジ２ａにより、照明器具本体２１の前面側の一側部に開
閉自在に枢着され、ラッチにより閉止位置に固定される
ように構成されている。

【０１０３】透光性ガラスカバー２３は、前面枠２２に
シリコーンゴム製のパッキング２ａを介して防水的に装
着されている。この透光性ガラスカバー２３は、可視光
を透過するとともに、波長４００ｎｍ以下の紫外領域の
少なくとも一部に比較的高い透過率特性を有している。
また、透光性ガラスカバー２３の前面には図１に示す光
触媒膜が形成されている。

【０１０４】ランプソケット２４は、照明器具本体２１
内に配設されている。

【０１０５】高圧放電ランプ２５は、３４０〜４００ｎ
ｍの波長範囲内において、可視光の光束１０００ｌｍ当
たり０．０５Ｗ以上の強度の紫外線を放射する。

【０１０６】反射板２６は、照明器具本体２１内に配設
されて、上記高圧放電ランプ２５から放射された光が反
射板２６で反射されて所要の配光特性を示すように構成
され、かつ配置されている。

【０１０７】照明器具本体２１の反射板２６の背面側に
は、安定器、端子台などが配設されている。

【０１０８】そうして、本実施形態の照明器具は、取付
金具２１ａを介してトンネル内に設置されて使用に供さ
れ、トンネル内を照明する。

【０１０９】また、照明と同時に高圧放電ランプ２５か
ら放射される主として３４０〜４００ｎｍの波長範囲内
の紫外線も可視光と一緒に透光性ガラスカバー２３を通
過して光触媒膜に入射するから、光触媒膜は紫外線によ
り活性化され、付着するばい煙などの有機物の汚れを分
解してセルフクリーニングを行う。

【０１１０】

【発明の効果】請求項１の光触媒体によれば、ＴｉＯＲ
₂を原材料とした有機化合物を熱分解することにより光
触媒膜を形成したので、光触媒作用の高い分解力により
汚れがつき難く、清浄効果の高い光触媒体を得ることが
できる。

【０１１１】請求項２の光触媒体によれば、光触媒膜の
表面が疎水性を呈しているので、汚れ物質やガスなどの
付着、吸着性が大幅に低減され、かつ光触媒膜の分解特
性も高いので、光触媒体の清浄効果がより促進される。
請求項３の光触媒体によれば、比較的安価で取扱いが
容易なキレート化合物により光触媒膜を成膜することが
可能となる。

【０１１２】請求項４の光触媒体によれば、ＴｉＯＲ₂
を原材料とした有機金属化合物が溶解された溶液を基体
上に塗布して熱分解するので、比較的簡単な方法で光触
媒膜を成膜することが可能である。

【０１１３】請求項５の光触媒体によれば、ＴｉＯＲ₂
の状態で酸化チタンに結合しているキレート化合物のう
ち、片方のキレート化合物（Ｒ）をアルキル基、水酸
基、アルコキシ基またはカルボキシ基で置換することに
よって、基体表面への濡れ性が向上され、膜の付着力や
成膜性を改善できる。

【０１１４】請求項６の光触媒体によれば、ＴｉＯＲ₂
を原材料とした有機金属化合物にＴｉＯ₂超微粒子が適
量混合されるので、光触媒膜の成膜性が向上し、可視光
透過率を高くすることができる。

【０１１５】請求項７の光触媒体によれば、ＴｉＯＲ₂
を原材料とした有機金属化合物にさらにシリコーン成分
を添加するので、可視光透過率をさらに高くすることが
できる。

【０１１６】請求項８の光触媒体は、光触媒膜がアナタ
ーゼ形を主体としているので、分解特性をより高くする
ことが可能となる。

【０１１７】請求項９のランプによれば、請求項１ない
し８いずれかの作用を備えたランプを提供することが可
能である。

【０１１８】請求項１０の照明器具によれば、請求項１
ないし８いずれかの作用を備えた照明器具を提供するこ
とが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における光触媒体の断
面を拡大して示す概念的模式図。

【図２】本発明の第１ないし第３実施形態の光触媒体の
分解特性を示すグラフ。

【図３】本発明の第１ないし第３実施形態の可視光透過
率特性を示すグラフ。

【図４】本発明のランプの一実施形態における蛍光ラン
プを示す要部断面正面図。

【図５】本発明の照明器具の一実施形態におけるトンネ
ル用照明器具を示す斜視図。

【符号の説明】

１…基体、２…光触媒膜、１０…光触媒体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０１Ｊ 21/06 Ｂ０１Ｄ 53/36 ＨＦ２１Ｖ 3/04 ＺＡＢＪＦターム(参考） 4C080 AA07 BB02 BB05 CC01 HH05 JJ03 KK08 LL10 MM02 NN29 QQ03 4D048 AA22 AB03 BA07X BA41X CC38 CC41 EA01 4G069 AA03 AA08 BA04A BA04B BA14A BA14B BA21C BA48A BC50C BE04C BE05C BE06C BE08C BE10C BE32C BE36C CA01 CA10 CA17 DA05 EA07 EB18Y EB19 EC22X ED01 ED04 FA02 FB23 FB29 FB34 FC02 FC05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体と；ＴｉＯＲ₂（Ｒはキレート化合
物）を原材料とした有機金属化合物を熱分解することに
よって基体上に形成された酸化チタンを主成分としてな
る光触媒膜と；を具備していることを特徴とする光触媒
体。
【請求項２】光触媒膜が疎水性を呈することを特徴と
する請求項１記載の光触媒体。
【請求項３】Ｒがアセチルアセトン（Ｃ₅Ｈ₇Ｏ₂）、
シクロペンタジエニル（Ｃ₅Ｈ₅）またはジピバロイルメ
タン（Ｃ₁₁Ｈ₁₉Ｏ₂）のうち少なくとも一種であること
を特徴とする請求項１または２記載の光触媒体。
【請求項４】ＴｉＯＲ₂を原材料とした有機金属化合
物を溶剤に溶解し、基体上に塗布した後、熱分解を行う
ことにより光触媒膜が形成されたことを特徴とする請求
項１ないし３いずれか一記載の光触媒体。
【請求項５】ＴｉＯＲ₂のキレート化合物のうちＴｉ
の５０％以上の比率のＲをアルキル基、水酸基、アルコ
キシ基またはカルボキシ基で置換したことを特徴とする
請求項１および４いずれか一記載の光触媒体。
【請求項６】ＴｉＯＲ₂を原材料とした有機金属化合
物を溶剤に溶解し、さらにＴｉＯ₂超微粒子を分散して
調製された溶液を基体上に塗布した後、熱分解を行うこ
とにより光触媒膜が形成されたことを特徴とする請求項
１ないし５いずれか一記載の光触媒体。
【請求項７】ＴｉＯＲ₂を原材料とした有機金属化合
物を溶剤に溶解し、さらにシリコーン成分を添加して調
製された溶液を基体上に塗布した後、熱分解を行うこと
により光触媒膜が形成されたことを特徴とする請求項１
ないし５いずれか一記載の光触媒体。
【請求項８】光触媒膜がアナターゼ形酸化チタンを主
体としていることを特徴とする請求項１ないし７いずれ
か一記載の光触媒体。
【請求項９】ガラスバルブ内に発光部が収容され、波
長４００ｎｍ以下の光を含んで発光するランプ本体と；
ランプ本体のガラスバルブを基体として少なくともバル
ブ外面に光触媒膜を形成して構成された請求項１ないし
８いずれか一記載の光触媒体と；を具備していることを
特徴とするランプ。
【請求項１０】制光手段を備えた照明器具本体と；照
明器具本体の制光手段の少なくとも一部を基体として形
成された請求項１ないし８のいずれか一記載の光触媒体
と；を具備していることを特徴とする照明器具。