JP2003290664A

JP2003290664A - 光触媒装置、脱臭装置および冷蔵庫

Info

Publication number: JP2003290664A
Application number: JP2002321009A
Authority: JP
Inventors: Akiko Saito; 明子斉藤; Ryotaro Matsuda; 良太郎松田; Ariyoshi Ishizaki; 有義石崎; Kazunari Otsuka; 一成大塚
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2002-11-05
Publication date: 2003-10-14

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、上記課題に鑑みなされたものであ
り、紫外線ＬＥＤと酸化チタンを主成分とする光触媒を
組合わせて十分な光触媒活性を得ることのできる光触媒
装置、脱臭装置および冷蔵庫を提供することを目的とす
る。【解決手段】本発明の光触媒装置は、基体２と；粒径１
０ｎｍ以下の金属超微粒子または金属酸化物超微粒子が
担持されたルチル形を含む結晶構造を有する一次粒径１
０〜１００ｎｍの酸化チタン微粒子を主成分とし、バイ
ンダー成分とともに基体上に被着された光触媒膜１と；
波長３６０〜４１０ｎｍの範囲内の紫外線を含む光を放
射し、この放射光を前記光触媒膜に照射可能な位置に配
設されたＬＥＤ３と；を具備している。波長３６０〜４
１０ｎｍの範囲内の紫外線を含む光を放射するＬＥＤ３
を光源として従来よりも高い光触媒効果を得ることがで
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、酸化チタンからな
る光触媒を使用した光触媒装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】消臭、防汚または抗菌を行うために、光
触媒膜を用いることが知られている。

【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】このため、光触媒膜は、紫外線放射光源と
組合わせることで脱臭装置やホルムアルデヒド、エチレ
ンガス、ＶＯＣなどの有害ガスを分解・除去する清浄装
置に使用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来から光触媒膜に主
に使用されている酸化チタンは、結晶構造がアナターゼ
形やブルッカイト形であり、これらの結晶構造の酸化チ
タンはそのバンドギャップエネルギーが３．２０ｅＶで
ある。したがって、この酸化チタンを励起させて光触媒
活性を生起させるためにバンドギャップエネルギー以上
の紫外線を照射する必要があり、特に波長３８０ｎｍ以
下の紫外線を照射することが有効である。このため、波
長３８０ｎｍ以下の紫外線を出力する光源としてブラッ
クライトランプや殺菌ランプが使用されている。

【０００６】これらの紫外線光源は、低圧水銀蒸気放電
ランプであるため、冷蔵庫内のように低温雰囲気では水
銀蒸気が低くなるため紫外線放射量が非常に少なくな
る。また、エアコン内部のような送風空間に上記紫外線
光源を設置した場合もランプ温度が低くなり、同様に紫
外線放射量が少なくなる。

【０００７】一方、特開平９−９４１号公報に記載され
ているように、紫外線ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源
として使用する光触媒装置が検討されている。この紫外
線ＬＥＤは、波長３６０〜４００ｎｍの範囲の紫外線を
放射するものであり、ｐｎ接合された窒化ガリウム（Ｇ
ａＮ）系の半導体からなっている。ＬＥＤは、低温雰囲
気での出力低下がないため、冷蔵庫やエアコンのように
ランプ温度が低下しやすい環境で使用しても所定の紫外
線出力が得られる。また、ブラックライトや殺菌ランプ
のように水銀が封入されていないので、環境に与える影
響も少なく、ガラスバルブを使用していないので強度も
高く、破損等の問題も生じにくい。

【０００８】このように、紫外線ＬＥＤは、光触媒励起
用の紫外線光源に適しているが、実用化されているＩｎ
ＧａＮ系の紫外線ＬＥＤや青色ＬＥＤと従来の酸化チタ
ン光触媒とを組合わせた場合、脱臭効果や有害物の分解
効果は十分ではなかった。これは、現在実用化されてい
る紫外線ＬＥＤが放射する紫外線の波長領域が、光触媒
活性を効率よく得ることができる最適波長領域からずれ
ているためである。すなわち、従来の酸化チタンのバン
ドギャップエネルギーは約３．２ｅＶであって、光触媒
活性を十分に発生させるのは３８０ｎｍ以下の波長の光
が必要であるが、特に波長３５０〜３６０ｎｍの紫外線
が光触媒活性を効率よく発生させることがわかってい
る。これに対し、上記紫外線ＬＥＤが放射する紫外線
は、波長３６０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内であるため、
この紫外線ＬＥＤが放射する紫外線を放射しても十分な
光触媒活性が得られなかった。

【０００９】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、紫外線ＬＥＤと酸化チタンを主成分とする光触媒
を組合わせて十分な光触媒活性を得ることのできる光触
媒装置、脱臭装置および冷蔵庫を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を達成するための手段】請求項１の光触媒装置
は、基体と；粒径１０ｎｍ以下の金属超微粒子または金
属酸化物超微粒子が担持されたルチル形を含む結晶構造
を有する一次粒径１０〜１００ｎｍの酸化チタン微粒子
を主成分とし、バインダー成分とともに基体上に被着さ
れた光触媒膜と；波長３６０〜４１０ｎｍの範囲内の紫
外線を含む光を放射し、この放射光を前記光触媒膜に照
射可能な位置に配設されたＬＥＤと；を具備しているこ
とを特徴とする。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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、光触媒膜を熱処理に
より形成する場合には、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。

【００１５】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。この酸化チタンの中でも、ア
ナターゼ形結晶の酸化チタンが光触媒作用が顕著である
として主に使用されてきた。光触媒は表面反応であるた
め比表面積が大きいほど高い光触媒活性を生起する。こ
のため、従来はより細かい粉体となるアナターゼ形酸化
チタンが光触媒として一般的に使用されている。このア
ナターゼ形の酸化チタンは、７００℃以上に加熱すると
ルチル形に変化するが、ルチル形酸化チタンは結晶が成
長して粒径が大きくなり、比表面積が小さくなって光触
媒活性の効果が低下してしまう。

【００１６】しかし、光吸収率の観点からがルチル形結
晶の酸化チタンの方が優れている。すなわち、アナター
ゼ形酸化チタンのバンドギャップエネルギー（３．２０
ｅＶ）を波長に換算すると３８８ｎｍ以下であるのに対
し、ルチル形酸化チタンのバンドギャップエネルギー
（３．０５ｅＶ）を波長に換算すると約４０７ｎｍであ
る。したがって、波長３８０〜４１０ｎｍの光、特に波
長４００〜４１０ｎｍの可視光領域の光も吸収可能であ
るため、紫外線ＬＥＤの発光スペクトルを使用する場合
には、ルチル形酸化チタンの方が活性効率に優れている
といえる。現在実用化されている紫外線ＬＥＤは、Ｉｎ
ＧａＮ系であり、その放射光は主に波長３８０〜４０５
ｎｍに発光ピークを持っている。

【００１７】そこで、特開２０００−２６２９０６号公
報に記載されているルチル形酸化チタンに着目し、種々
の改良を試みた。すなわち、光触媒活性に有効な表面積
を向上させるためにルチル形酸化チタン微粒子の一次粒
径を１０〜１００ｎｍとして従来よりも小さくし、この
ルチル形酸化チタン微粒子の表面を活性化するために粒
径１０ｎｍ以下の金属超微粒子または金属酸化物超微粒
子を表面に担持させた光触媒を用意し、この光触媒に紫
外線ＬＥＤの放射光を照射させたところ、顕著な光触媒
効果を得ることができた。

【００１８】これは、ルチル形酸化チタンの結晶粒の成
長に伴う光触媒活性の低下を白金などの金属または金属
酸化物超微粒子を担持（添着）することで、光触媒活性
を高め、かつ波長３８０〜４１０ｎｍの光を放射する紫
外線ＬＥＤと組合わせることにより、温度依存性の少な
い光触媒装置を提供することが可能となるためである。

【００１９】この金属または金属酸化物超微粒子を担持
させると光触媒活性が増加する現象は、酸化チタンと担
持された超微粒子との接触面で発生する接触電位が関係
するものと考えられる。すなわち、酸化チタンに紫外線
などの励起光が照射されると結晶内で電子とホールが生
成され、この電子とホールとが表面に移動して表面にあ
る有機物を酸化・分解する現象（いわゆる光触媒活性）
が生ずるが、この際、励起した電子とホールが結晶内で
再結合して消滅するのを酸化チタンと担持された超微粒
子との接触面で発生する接触電位による電界が防止する
ので、光触媒活性が増加すると考えられている。

【００２０】図１は、本発明の光触媒装置に使用される
光触媒膜の光触媒活性効果を波長依存性を表したグラフ
である。図１のグラフの縦軸は相対光触媒効果である。
図１のグラフの横軸は光触媒膜に照射される光の波長
で、照射した光はハロゲン電球からの光を回折格子で分
光した光を使用した。実験には、白金（Ｐｔ）を担持さ
せた一次粒径約２０〜３０ｎｍのルチル形酸化チタンを
用意し、比較例１として従来のアナターゼ形酸化チタン
からなる一次粒径約２０〜３０ｎｍの光触媒微粒子を、
比較例２として従来のルチル形酸化チタンからなる一次
粒径約１５０ｎｍの光触媒微粒子をそれぞれ用意した。
光触媒効果は、上記各光触媒を膜厚１．０μｍの光触媒
膜として形成し、この光触媒膜上に色素メチレンブルー
を塗布して特定波長の光を同一条件で照射したときの脱
色速度で比較した。

【００２１】図１の線ａは本発明の光触媒装置に使用さ
れる光触媒膜を、線ｂは比較例１の光触媒膜を、線ｃは
比較例２の光触媒膜の光触媒効果をそれぞれ示してい
る。この図１のグラフによって示されるように、本発明
の光触媒装置に使用される光触媒膜は、波長領域３８０
〜４１０ｎｍの光では比較例１および２よりも光触媒効
果が高いことが分かる。すなわち、波長３６０ｎｍ以下
の光では比較例１の光触媒膜の方が効果が高いが、３７
０ｎｍ以上では本発明の光触媒装置の光触媒膜の方が効
果が高く、３８０ｎｍ以上では比較例１よりも比較例２
のルチル形酸化チタンからなる光触媒膜の方が効果が高
い。線ａおよび線ｃはいずれもルチル形酸化チタンを光
触媒として用いたものであるが、線ａの方が一次粒径が
小さく、白金を担持している分、効果が高くなっている
ことがわかる。

【００２２】ルチル形酸化チタン微粒子は、一次粒径を
５〜７０ｎｍとするのが触媒活性および製造上好まし
く、入手が容易でより効果が確実に得られるは一次粒径
１０〜５０ｎｍの範囲内である。また、ルチル形酸化チ
タン微粒子に担持する金属超微粒子または金属酸化物超
微粒子は、粒径が１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲とするのが接
触電位の発生および製造上好ましい。

【００２３】請求項１の光触媒装置は、ルチル形を含む
結晶構造を有する一次粒径１０〜１００ｎｍの酸化チタ
ン微粒子に粒径１０ｎｍ以下の金属超微粒子または金属
酸化物超微粒子を担持させ、この光触媒微粒子によって
光触媒膜を形成しているので、波長３６０〜４１０ｎｍ
の範囲内の紫外線を含む光を放射するＬＥＤを光源とし
て従来よりも高い光触媒効果を得ることができる。

【００２４】請求項２は、請求項１記載の光触媒装置に
おいて、前記酸化チタン微粒子に担持される金属超微粒
子または金属酸化物超微粒子が、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄ、
Ｖ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅおよび
Ｎｉのうちの一種またはこれらの少なくとも二種の混合
物からなることを特徴とする。

【００２５】酸化チタン微粒子に担持する金属超微粒子
は、光触媒を加熱して基体に固着させる際に酸化が少な
い白金や金が特に適している。さらに、白金はそれ自体
触媒効果を有するので担持（添着）物質として最適であ
る。

【００２６】なお、酸化チタン微粒子に担持する金属酸
化物超微粒子として、酸化バナジウム、酸化モリブデ
ン、酸化鉄、酸化ニオブ、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化ク
ロム、酸化タングステン、ＩＴＯ、またはこれらの混合
物を添着しても同様の触媒効果を増やすことができる。
ＩＴＯとは、酸化インジウムおよび酸化スズを化合させ
た導電性のよい透明物質であり、例えば酸化インジウム
に５〜１０質量％の酸化スズを添加したものなどが挙げ
られる。

【００２７】請求項２の発明によれば、酸化チタン微粒
子に担持する金属超微粒子を最適な材料にすることがで
きる。

【００２８】請求項３は、請求項１または２記載の光触
媒装置において、前記ＬＥＤは、照射光を反射させる反
射部を有し、この反射部はＡｇ，Ａｌ，Ｐｔ，Ｎｉ，Ｃ
ｒのうちの一種またはこれらの少なくとも二種の混合物
からなること特徴とする。

【００２９】本発明における反射部は、ＬＥＤから照射
される波長３６０〜４１０ｎｍの範囲内の紫外線が効率
よく反射されることが好適であることから鑑みると、波
長３６０〜４１０ｎｍの範囲内の紫外線の反射率が高い
Ａｇを用いることが特に適している。また、Ａｇ，Ａ
ｌ，Ｐｔ，Ｎｉ及びＣｒはＡｇと比較すると波長３６０
〜４１０ｎｍの範囲内の紫外線の反射率は低下するが、
各々の波長３６０〜４１０ｎｍの範囲内の紫外線の反射
率は低くないもので、好適に用いることができる。

【００３０】請求項３の発明によれば、ＬＥＤから照射
される波長３６０〜４１０ｎｍの範囲内の紫外線が好適
に拡散させて照射することができる。

【００３１】請求項４は、請求項１ないし３いずれか一
記載の光触媒装置において、前記基体は導光体であり、
この導光体の光導入部に対向するようにＬＥＤが配設さ
れ、前記導光体の光導出部に光触媒膜が形成されている
ことを特徴とする。

【００３２】請求項４の発明によれば、導光体の光導入
部に対向するようにＬＥＤを配設し、導光体の光導出部
に光触媒膜を形成しているので、ＬＥＤおよび光触媒膜
の設置位置が限定されることがなく、光触媒装置の構造
またはレイアウトの自由度を確保することが可能とな
る。

【００３３】請求項５の脱臭装置は、通気手段と；この
通気手段によって送風された気体と接触するように光触
媒膜が配設された請求項１ないし４いずれか一記載の光
触媒装置と；を具備していることを特徴とする。

【００３４】脱臭装置としては、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。

【００３５】請求項５によれば、請求項１ないし４いず
れか一記載の発明の作用を備えた脱臭装置を提供するこ
とが可能である。

【００３６】請求項６の冷蔵庫は、収納空間を形成する
とともに収納空間内の冷気を循環させる循環通気路を有
する冷蔵庫本体と；この冷蔵庫本体に配設された冷却手
段と；前記収納空間内の冷気が光触媒膜に接触するよう
に前記冷蔵庫本体に配設された請求項５記載の脱臭装置
と；を具備していることを特徴とする。

【００３７】請求項６によれば、請求項５の脱臭装置の
作用を備えた冷蔵庫を提供することが可能である。

【００３８】

【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。

【００３９】図２は、本発明の第１の実施形態における
光触媒装置を示す概略斜視図である。１は、光触媒膜で
あり、基体としての導光板２の光導出部２ａに形成され
ている。導光板２は、板厚約１０ｍｍのアクリル樹脂板
からなっている。光触媒膜１は、一次粒径２０〜３０μ
ｍのルチル形酸化チタン微粒子の表面に粒径５ｎｍの白
金（Ｐｔ）を５〜２０質量％担持させてなる光触媒微粒
子にシリカ系のバインダーを混入して膜厚約０．５〜
５．０μｍで成膜したものである。

【００４０】例えば、ルチル形酸化チタンは、アナター
ゼ形酸化チタン（例えば石原産業（株）製ＳＴ−０１）
を大気中８００℃の温度で１時間加熱してルチル形と
し、白金有機金属錯体のコロイド溶液に粉を入れ、乾燥
後５５０℃で焼成することで得られる。

【００４１】３は、紫外線ＬＥＤであり、導光板２の光
導入部２ｂに対向するように１１個並設されている。こ
の紫外線ＬＥＤ３は、発光ピーク波長は３９５ｎｍおよ
び４０５ｎｍであり、例えば米国クリー（Cree）社製の
製品番号ＭＢ２９０−Ｅ４００が使用可能である。

【００４２】第１の実施形態の光触媒装置の作用につい
て説明する。発光ピーク波長３９５ｎｍおよび４０５ｎ
ｍの光が紫外線ＬＥＤ３から放射されると、導光板２を
介して光触媒膜１に照射される。この光が照射された光
触媒膜１は、波長３６０〜４１０ｎｍの光でも十分光触
媒活性が得られるので、光触媒膜１に接触した有機物を
効果的に分解する。例えば、導光体２を冷蔵庫、エアコ
ンディショナー、脱臭装置などの通気経路に設けること
で、通気路内を流れる臭気を分解し、脱臭・殺菌作用を
発生させることができる。

【００４３】第３図は、本発明の第２の実施形態である
光触媒装置を示す概略斜視図である。本実施形態は、基
体２がガラス繊維を編み込んで面状に形成されたフィル
ターであり、このフィルター２の表面に第１の実施形態
と同じ光触媒微粒子をシリカ系のバインダーによって被
着させて光触媒層１を形成している。

【００４４】ＬＥＤ３は、第１の実施形態と同様のもの
４個を基板に取り付けた状態で透明樹脂でモールドして
一体化されている。４は、アクリル樹脂製の光ファイバ
ーであり、棒状に形成されている。この光ファイバー４
の一端側の光導入部４ｂに紫外線ＬＥＤ３が配設されて
いる。光ファイバー４のフィルター2側の側面には、光
導出部が形成されており、この光導出部４ｂに対向する
光ファイバー４の光導出部を除く周囲部分にはアルミナ
からなる反射塗料が塗布されている。紫外線ＬＥＤ３の
周囲には、一方向に放射光を反射させる反射鏡６が配設
されている。第２の実施形態も、第１の実施形態と同様
に作用する。

【００４５】図４は、第２の実施形態の光触媒装置を用
いて容積１ｍ3のステンレス製箱の中でのアセトアルデ
ヒドの分解効果を測定した結果を示すグラフである。縦
軸はアセトアルデヒドの濃度で単位はｐｐｍである。実
線ｄは本実施形態の光触媒装置での濃度変化を示し、約
１時間で１／１０になっている。点線ｅは従来のアナタ
ーゼ形酸化チタン（石原産業製ＳＴ−０１）を同様の方
法でフィルター４に被着した場合の濃度変化を示してい
る。この場合には、１時間で１割程度の低下しか示して
いない。

【００４６】なお、ＬＥＤを発光ピーク波長が３８０
ｎｍの例えば日亜化学製の紫外線ＬＥＤに置き換えて図
４に示す測定を行った場合でも、上記と同様の結果が得
られた。

【００４７】図５は、本発明の第３の実施形態である冷
蔵庫の概略図である。１１は、第１の実施形態の光触媒
装置を内部に装着した冷蔵庫である。冷蔵庫１１は角筒
状の本体１２の前面に図示しない開閉扉を設けるととも
に、本体１２内に網状の食品棚１３を設ける一方、本体
１２の背面に冷蔵庫用の第１の実施形態の光触媒装置１
４を、その光触媒膜１が本体１２内に臨むように設けて
いる。本実施形態では、光触媒装置１４の紫外線ＬＥＤ
３、３は、導光板２の図中左右両側面に設けられた光導
入部に並設されており、光導出部の平面に光触媒膜１が
形成され、冷蔵庫１１の庫内に露出するように構成され
ている。

【００４８】紫外線ＬＥＤ３，３は、図示しない点灯回
路に電気的に接続されている。この点灯回路は冷蔵庫本
体１２の図示しない開閉扉の開扉時に点灯させる一方、
閉扉時に消灯させるようになっている。紫外線ＬＥＤ
３，３は、冷蔵庫１内で低温に冷却されていても、低圧
水銀蒸気放電ランプのように光出力が極端に低下するこ
とがなく、光束の立上りも早いので、直ちに点灯する。

【００４９】この光触媒膜１は、波長３８０〜４１０nm
の紫外線が照明されると、表面に強い酸化分解力を持つ
ように作用し、表面に付着した臭気等の有害物質や有機
物質を分解する機能を有する。

【００５０】また、本実施形態では、冷蔵庫本体１２の
背面パネルを兼用しているので、導光板２の平面状の光
導出部から波長４１０ｎｍ以上の可視光を出力させるよ
うにすることで、冷蔵庫本体１２内の照明を行なうこと
が可能であり、この場合、導光板２が本体１２内に突出
しないので、収納スペースを増大させることができる。

【００５１】図６は、本発明の第４の実施形態である光
触媒装置を示す概略斜視図である。

【００５２】本実施形態は、上記実施形態で説明した本
発明の酸化チタン光触媒微粒子をアクリル樹脂製光ファ
イバーの外面に添着したものである。３は紫外線ＬＥＤ
であり、一方向に放射光を反射させる反射鏡６がその周
囲に配設されている。６は、直径が約１０ｍｍの可撓性
の材質からなる光ファイバーである。光触媒微粒子は、
第２の実施形態と同様の方法で光ファイバー６の外周面
に被着されており、光ファイバー６の外周面から放射さ
れる波長３８０〜４１０nmの光によって光触媒活性を生
起する。紫外線ＬＥＤ３は、放射光がファイバーの端面
に入射するように配設され、端面で反射した光は紫外線
ＬＥＤ３の周囲に配設された反射鏡６によって反射され
て光ファイバー６に入射される。

【００５３】本実施形態も第１および第２の実施形態と
同様に作用するが、光ファイバー６が変形可能な棒形状
であるので、自動車のエアコンの配管内に設置するのに
適している。

【００５４】図７は、本発明の第５の実施形態である脱
臭装置を示す概略断面図である。本実施形態は、空気清
浄機などに収容される脱臭装置であり、１５は筐体とし
てのケース、１６は通気手段としての送風ファン、１７
は通風路、１８は通風路１７内に配設された光触媒フィ
ルタである。この光触媒フィルタ１８は、第２の実施形
態と同様にガラス繊維を編み込んで形成されたフィルタ
に本発明の光触媒微粒子が被着されて構成されたもので
ある。

【００５５】１９は、光触媒フィルタ１８に対して波長
３６０〜４１０ｎｍの光を放射するように対向配設され
た紫外線ＬＥＤユニットである。

【００５６】ここで、紫外線ＬＥＤユニット１９を図８
を参照して説明する。図８の（ａ）は紫外線ＬＥＤユニ
ット１９を示す側面断面図、（ｂ）は紫外線ＬＥＤユニ
ット１９を示す正面図である。

【００５７】本実施形態の紫外線ＬＥＤユニット１９
は、Ａｇのメッキ処理が施されている基体２３及び筒体
２４を有し、この筒体２４の内部に基板２５に実装され
た発光素子２６が設けられている。そして、この発光素
子２６を包囲し、かつ、基板２５とは反対側の径が大き
くなるように形成されている反射部であるリフレクタ２
７が設けられている。なお、このリフレクタ２７の反射
面２７ａはＡｇにより形成されている。さらにまた、発
光素子２６は、駆動電流が２００ｍＡ〜７００ｍＡとな
るように構成されているものであって波長３７０ｎｍ前
後の紫外線を照射しても光出力が急激に低下することが
ないように構成されているものである。

【００５８】なお、この紫外線ＬＥＤユニット１９が複
数設けられている紫外線照射ユニット１９’には、複数
の通気孔２０が形成されており、送風を遮断しないよう
になっている。この光触媒フィルタ１８および紫外線照
射ユニット１９’によって光触媒装置が構成されてい
る。

【００５９】ケース１５には、紫外線の劣化を抑えるた
めに耐候性がよいアルミ板が用られている。送風ファン
１６は軸流ファンによって構成されている。この軸流フ
ァン１６が回転すると、吸入口２１から空気が吸い込ま
れ、光触媒フィルタ１８によって臭気成分ガスが分解さ
れた後、排出口２２より排出される。紫外線ＬＥＤ３に
は、通気路１７内の送風が直接当たるように配設されて
いるが、この送風によって冷却されても、発光効率に大
きな影響はない。

【００６０】本実施形態においては、紫外線ＬＥＤユニ
ット１９にＡｇからなるリフレクタ２７を設けたので、
波長３６０〜４１０ｎｍの紫外線が効率よく光触媒フィ
ルタ１８に照射されることとなる。なお、本実施形態の
脱臭装置は、第３実施形態の冷蔵庫の循環通気路内に配
置して、冷蔵庫内の脱臭を行うようにしてもよい。

【００６１】本発明は、上記実施形態に示される以外に
も、第１実施形態のルチル形酸化チタン微粒子を主に含
んだ光触媒微粒子を塗料とし、この塗料が塗布された面
に紫外線ＬＥＤの放射光を照射するようにしてもよい。
例えば、上記塗料が塗布されたフィルムを冷蔵庫内の壁
に貼り付け、冷蔵庫内に設置された紫外線ＬＥＤの放射
光を照射するようにしてもよい。また通気管や排水管な
どのパイプ内面に上記塗料を塗布、あるいは塗布したフ
ィルムを貼り付け、紫外線ＬＥＤの光をファイバー等を
利用して照射するようにしてもよい。また、紫外線光源
として使用されるＬＥＤは、波長４１０ｎｍ以上の可視
光を含んで放射するものであってもよく、ＬＥＤの光源
と併用してもよい。

【００６２】

【発明の効果】本発明の光触媒装置によれば、ルチル形
を含む結晶構造を有する一次粒径１０〜１００ｎｍの酸
化チタン微粒子に粒径１０ｎｍ以下の金属超微粒子また
は金属酸化物超微粒子を担持させ、この光触媒微粒子に
よって光触媒膜を形成しているので、波長３６０〜４１
０ｎｍの範囲内の紫外線を含む光を放射するＬＥＤを光
源として従来よりも高い光触媒効果を得ることができ、
光触媒効果に優れた脱臭装置、冷蔵庫を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光触媒装置に使用される光触媒膜の光
触媒活性効果を表したグラフ。

【図２】本発明の第１の実施形態における光触媒装置を
示す概略斜視図。

【図３】本発明の第２の実施形態である光触媒装置を示
す概略斜視図。

【図４】図３の光触媒装置を用いてアセトアルデヒドの
分解効果を示すグラフ。

【図５】本発明の第３の実施形態である冷蔵庫の概略
図。

【図６】本発明の第４の実施形態である光触媒装置を示
す概略斜視図。

【図７】本発明の第５の実施形態である脱臭装置を示す
概略断面図。

【図８】図７の紫外線ＬＥＤユニットを示す説明図。

【符号の説明】

１・・・光触媒膜、２・・・基体、３・・・紫外線ＬＥＤ。

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）Ｆ２５Ｄ 23/00 ３０２Ｂ０１Ｄ 53/36 ＪＨ (72)発明者石崎有義東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内 (72)発明者大塚一成東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内Ｆターム(参考） 4C080 AA07 AA10 BB02 CC14 HH05 JJ06 KK08 LL02 MM02 MM07 QQ17 4D048 AA22 BA07X BA23Y BA25Y BA28Y BA30X BA31Y BA33Y BA34Y BA35Y BA36Y BA37Y BA38Y BA41X BB03 CC38 CC63 EA01 4G069 AA03 AA08 BA04A BA04B BA48A BB02A BB02B BB04A BC31A BC32A BC33A BC54A BC62A BC66A BC67A BC68A BC71A BC72A BC75A BC75B CA17 CD10 EC22X EC22Y FA03 FB71

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体と；粒径１０ｎｍ以下の金属超微粒子
または金属酸化物超微粒子が担持されたルチル形を含む
結晶構造を有する一次粒径１０〜１００ｎｍの酸化チタ
ン微粒子を主成分とし、バインダー成分とともに基体上
に被着された光触媒膜と；波長３６０〜４１０ｎｍの範
囲内の紫外線を含む光を放射し、この放射光を前記光触
媒膜に照射可能な位置に配設されたＬＥＤと；を具備し
ていることを特徴とする光触媒装置。
【請求項２】前記酸化チタン微粒子に担持される金属超
微粒子または金属酸化物超微粒子が、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐ
ｄ、Ｖ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅお
よびＮｉのうちの一種またはこれらの少なくとも二種の
混合物からなることを特徴とする請求項１記載の光触媒
装置。
【請求項３】前記ＬＥＤは、照射光を拡散反射させる反
射部を有し、この反射部はＡｇ，Ａｌ，Ｐｔ，Ｎｉ，Ｃ
ｒのうちの一種またはこれらの少なくとも二種の混合物
からなること特徴とする光触媒装置。
【請求項４】前記基体は導光体であり、この導光体の光
導入部に対向するようにＬＥＤが配設され、前記導光体
の光導出部に光触媒膜が形成されていることを特徴とす
る請求項１または３記載の光触媒装置。
【請求項５】通気手段と；この通気手段によって送風さ
れた気体と接触するように光触媒膜が配設された請求項
１ないし４いずれか一記載の光触媒装置と；を具備して
いることを特徴とする脱臭装置。
【請求項６】収納空間を形成するとともに収納空間内の
冷気を循環させる循環通気路を有する冷蔵庫本体と；こ
の冷蔵庫本体に配設された冷却手段と；前記収納空間内
の冷気が光触媒膜に接触するように前記冷蔵庫本体に配
設された請求項５記載の脱臭装置と；を具備しているこ
とを特徴とする冷蔵庫。