JP2004209359A

JP2004209359A - 光触媒体、ランプおよび照明器具

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Publication number: JP2004209359A
Application number: JP2002380494A
Authority: JP
Inventors: Ryotaro Matsuda; 良太郎松田
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-07-29

Abstract

【課題】光触媒作用を低下させることなく、良好な低誘虫機能を付与した光触媒体を提供する。
【解決手段】光触媒体４は、透明基材１の表面に設けられ、透明基材１に設けられた状態における波長３６０ｎｍの紫外線の透過率が３０％以下、波長４００〜７８０ｎｍの可視光の透過率が７０％以上である紫外線吸収膜２と、この紫外線吸収膜２上に設けられ、可視光領域で分解反応を示す光触媒膜（可視光型光触媒膜）３とを具備する。このような光触媒体４は、各種ランプのバルブ外表面や照明器具の透光性カバーの外表面などに形成される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低誘虫機能を付与した光触媒体と、そ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】
従来から、アナターゼ型結晶構造を有する酸化チタン（ＴｉＯ_２）が光触媒作用を示すことが知られており、各種の分野で光触媒体として用いられている。アナターゼ型結晶構造を有する酸化チタンはエネルギーバンドギャップが３ｅＶであるため、波長３８０ｎｍ以下の紫外線を吸収して光触媒効果を示すものである。すなわち、アナターゼ型結晶構造を有する酸化チタン微粒子を主体とする光触媒膜に波長３８０ｎｍ以下の紫外線を照射すると、その表面が活性化して酸化力を有するため、付着もしくは接触した有機物を酸化分解して、脱臭もしくは消臭効果、また各種器具のセルフクリーニング効果などを得ることができる。
【０００３】
また、ルチル型結晶構造を有する酸化チタン（ＴｉＯ_２）も光触媒作用を示すことが知られているが、アナターゼ型結晶構造を有する酸化チタンに比べると紫外線による光触媒作用が低いため、一般的にはアナターゼ型結晶構造を有する酸化チタンが光触媒体として用いられている。ただし、ルチル型結晶構造を有する酸化チタンは、例えば波長４００ｎｍ以上の可視光を吸収して光触媒作用を示すことから、可視光型光触媒体として利用することが検討されている（例えば特許文献１など参照）。
【０００４】
上記したような酸化チタンを用いた光触媒膜の具体的な使用形態としては、蛍光ランプや高圧放電ランプなどのガラスバルブの外表面に光触媒膜を形成したランプ、もしくは光源を覆う透光性カバーなどの表面に光触媒膜を形成した照明器具などが挙げられる。これらは脱臭機能やセルフクリーニング（防汚）機能などを有する照明装置として注目されている。ここで、従来の光触媒膜付きランプや照明器具においては、上述したような光触媒活性などを考慮して、アナターゼ型結晶構造を有する酸化チタン微粒子を主体とする光触媒膜が一般的に用いられている（例えば特許文献２など参照）。
【０００５】
ところで、ランプや照明器具を屋外で使用する場合には、昆虫の誘虫率を低減した低誘虫性を持たせることが望ましい。このような点に対して、従来の光触媒膜は光触媒作用には優れるものの、蛾、蚊、ハエ、アブなどの害虫が好む波長の光、すなわち波長３６０〜３８０ｎｍ付近の紫外線を十分に遮断することができないため、低誘虫機能については不満足な結果しか得られていない。また、酸化チタンは高屈折率物質であるため、光触媒膜の膜厚によっては干渉効果により色がついてしまうというような問題もある。
【０００６】
一方、ガラスバルブの外表面に紫外線放射低減フィルタとして酸化亜鉛被膜を形成した低誘虫型放電ランプが知られている（例えば特許文献３など参照）が、単に酸化亜鉛被膜を形成しただけでは当然ながら光触媒作用、すなわち脱臭機能やセルフクリーニング機能などを得ることはできない。また、紫外線吸収膜と光触媒膜との積層膜をバルブ表面やカバー表面に形成したランプや照明器具なども知られている（例えば特許文献４など参照）が、従来構造では低誘虫作用と光触媒作用を高度に両立させることは難しいという問題がある。
【０００７】
例えば、特許文献４には波長３８０ｎｍ付近の透過率を８５％以下に低下させて害虫の誘引作用を低減すると共に、波長３６０ｎｍ付近の透過率を５〜５０％程度に高めることで、紫外線型光触媒体（特にアナターゼ型結晶構造を有する酸化チタン）による光触媒作用を得ることが記載されている。しかし、紫外線型光触媒体の機能は紫外線吸収膜で低下することが避けられないため、低誘虫作用と光触媒作用を共に高めることは難しい。一方、紫外線吸収膜の機能を抑えた場合には、低誘虫作用の低下が避けられない。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２６２９０６号公報
【特許文献２】特開２００１−９２９５号公報
【特許文献３】特開２００１−１４３６５７号公報
【特許文献４】特開２００２−２４５８１８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、放電ランプや照明器具などにおいては、光触媒体による脱臭機能やセルフクリーニング機能などを付与した上で、屋外などで使用する場合に求められる低誘虫機能を持たせることが望まれているが、従来の紫外線型光触媒体を用いたランプや照明器具では光触媒作用と低誘虫作用を高度に両立させることは難しいという問題がある。このようなことから、良好な低誘虫機能を付与した光触媒体、またそのような光触媒体を適用したランプや照明器具が強く求められている。
【００１０】
本発明はこのような課題に対処するためになされたもので、光触媒作用を低下させることなく良好な低誘虫機能を付与した光触媒体、さらにそのような光触媒体を使用することによって、光触媒機能と低誘虫機能を両立させたランプおよび照明器具を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の光触媒体は、透明基材と；前記透明基材の表面に設けられ、前記透明基材に設けられた状態における波長３６０ｎｍの紫外線の透過率が３０％以下、波長４００〜７８０ｎｍの可視光の透過率が７０％以上である紫外線吸収膜と；前記紫外線吸収膜上に設けられ、可視光領域で分解反応を示す光触媒膜（可視光型光触媒膜）と；を具備することを特徴としている。
【００１２】
また、請求項２記載の発明の光触媒体は、透明基材と；前記透明基材の表面に設けられた紫外線吸収膜と；前記紫外線吸収膜上に設けられ、可視光領域で分解反応を示す光触媒膜（可視光型光触媒膜）と；を具備しており、前記透明基材、前記紫外線吸収膜および前記光触媒膜を透過する波長４５０〜７８０ｎｍの可視光の透過率が７０％以上であることを特徴としている。
【００１３】
上記した請求項１および請求項２記載の発明および以下に示す各発明において、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通りである。
【００１４】
透明基材は紫外線吸収膜と可視光型光触媒膜との積層膜を支持するものであり、この積層膜を専ら支持する部材に限らず、本来は他の機能のための部材であってもよく、その形態に特に限定されるものではない。透明基材の構成材料は光触媒体の使用形態に応じて、例えばガラスやセラミックスのような無機質系材料や樹脂のような有機質系材料などから適宜に選択される。なお、このような透明基材を用いた光触媒体の具体的な形態としては、後述するランプや照明器具に限られるものではなく、例えば窓ガラスなどの透明板や各種装置、器具の窓用透明板などの内側に光源を有する形態に対して適用可能である。
【００１５】
紫外線吸収膜は、波長３６０ｎｍの紫外線の透過率が３０％以下であると共に、波長４００〜７８０ｎｍの可視光の透過率が７０％以上の光透過率特性を有するものである。このような紫外線吸収膜を使用することによって、例えば蛾、蚊、ハエ、アブなどの害虫の高視感度領域の光、すなわち波長３６０〜３８０ｎｍ付近の紫外線を十分に遮断することができるため、光触媒体に良好な低誘虫機能を再現性よく付与することが可能となる。
【００１６】
また、紫外線吸収膜は上記したような低誘虫機能を得た上で、光触媒体本来の光触媒作用を可視光型光触媒膜により得ることが可能なように、波長４００〜７８０ｎｍの可視光の透過率を７０％以上としている。このような光透過率特性を紫外線吸収膜に付与することによって、可視光型光触媒膜の機能を十分に発揮させることが可能となる。さらに、紫外線吸収膜は可視光型光触媒膜の保護膜として機能させることができる。例えば、透明基材がガラス材料からなる場合、このガラス材料のアルカリ成分と光触媒体との反応を抑制する効果などが期待できる。
【００１７】
可視光型光触媒膜は、紫外線吸収膜で光触媒体に良好な低誘虫機能を付与した上で、光触媒体本来の光触媒作用を得ることを可能にするものであり、可視光領域で分解反応を示すものである。すなわち、可視光型光触媒膜が可視光エネルギーを吸収することで電子と正孔が発生し、その際に光触媒膜の表面で酸化反応が起こり、空気中の水分を分解して活性酸素種を生じさせることによって、例えば匂いの成分や汚れなどの有機物を酸化還元して分解する光触媒作用を示すものである。このような可視光型光触媒体の代表例としてはルチル型結晶構造を有する酸化チタンが挙げられるが、本発明で用いる可視光型光触媒体は必ずしもこれに限られるものではない。ルチル型結晶構造を有する酸化チタンはバンドギャップが低いものの、約４００ｎｍの波長から吸収が開始されるため、可視光領域で良好な光触媒作用を得ることができる。
【００１８】
また、紫外線吸収膜および可視光型光触媒膜の形成方法は特に限定されるものではないが、例えば微粒子状の紫外線吸収体や可視光型光触媒体を必要に応じてバインダ成分と共に溶媒中に分散させて塗布液を調製し、このような塗布液をスピンコート法、ディップコート法、ロールコート法、スプレーコート法などで透明基材上に塗布することによって、紫外線吸収膜や可視光型光触媒膜を形成することができる。塗膜は必要に応じて加熱乾燥もしくは焼成される。
【００１９】
請求項１および請求項２記載の光触媒体においては、透明基材上に紫外線吸収膜を形成すると共に、光触媒膜に可視光領域で分解反応を示す可視光型光触体を適用しているため、光触媒体本来の光触媒機能を低下させることなく、良好な低誘虫機能などを得ることができる。すなわち、本発明の光触媒体は光触媒機能と低誘虫機能とを両立させたものであり、光触媒体による脱臭機能やセルフクリーニング機能などと共に、害虫などの誘引作用の低減効果を得ることが可能となる。また、請求項２記載の光触媒体は、透明基材、紫外線吸収膜および光触媒膜を透過する波長４５０〜７８０ｎｍの可視光の透過率が７０％以上であるため、例えば光源などに光触媒体を適用する際に、その本来の機能を低下させることもない。
【００２０】
請求項３記載の発明は、上記した請求項１または２記載の光触媒体において、前記紫外線吸収膜は酸化亜鉛からなる紫外線吸収体を含むことを特徴としている。請求項３記載の光触媒体は、上述した本発明の作用（波長３６０〜３８０ｎｍの紫外線の遮断作用と光触媒膜の可視光による活性化作用）が顕著に得られる紫外線吸収体として酸化亜鉛を適用したものである。酸化亜鉛はガラスなどの透明基材と可視光型光触媒体としての酸化チタンとの中間の屈折率を有するため、光触媒膜を形成したことによる着色やにじみなどを抑制することもできる。
【００２１】
紫外線吸収体としての酸化亜鉛は１０〜１００ｎｍの範囲の平均結晶粒径を有することが好ましく、これによって紫外線の遮断作用と可視光の透過作用をより良好に得ることができる。微粒子状の酸化亜鉛からなる紫外線吸収体は、例えば酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどの可視光透過率の高い成分をバインダとして用いることによって、良好な膜体を得ることができる。紫外線吸収体として酸化亜鉛を用いた紫外線吸収膜の膜厚は２００〜１０００ｎｍの範囲とすることが好ましい。紫外線吸収膜の膜厚が２００ｎｍ未満であると、十分な紫外線遮断効果を得ることができないおそれがあり、一方膜厚が１０００ｎｍを超えると可視光の透過性を阻害するおそれがある。
【００２２】
請求項４記載の発明は、上記した請求項１ないし３いずれか一項記載の光触媒体において、前記光触媒膜は平均粒子径が１０〜１００ｎｍの範囲の酸化チタン微粒子、または前記酸化チタン微粒子と白金、金、クロム、マンガン、バナジウム、ニッケル、パラジウム、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化鉄、酸化ニオブ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化クロム、酸化タングステンおよびＩＴＯから選ばれる少なくとも１種の微粒子との混合物からなる光触媒体を含むことを特徴としている。請求項４記載の光触媒体は、上述した可視光による光触媒作用が顕著に得られる光触媒体を規定したものである。
【００２３】
すなわち、平均粒子径が１０〜１００ｎｍの範囲の酸化チタン微粒子はルチル型結晶構造をとりやすく、これによって可視光領域での良好な光触媒作用を再現性よく得ることができる。酸化チタン微粒子の平均粒子径が１０ｎｍ未満であると、結晶構造がアナターゼ型になりやすく、可視光領域での光触媒作用が低下する。一方、酸化チタン微粒子の平均粒子径が１００ｎｍを超える場合には、光触媒体としての本来の機能自体が低下する。酸化チタン微粒子の平均粒子径は１０〜４０ｎｍの範囲であることがより好ましい。
【００２４】
また、光触媒体としての酸化チタン微粒子はそれ単独で用いる場合に限らず、上述したような酸化チタン微粒子と白金、金、クロム、マンガン、バナジウム、ニッケル、パラジウム、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化鉄、酸化ニオブ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化クロム、酸化タングステンおよびＩＴＯから選ばれる少なくとも１種の微粒子との混合物として用いることも可能である。これらの微粒子は例えば平均粒子径が２ｎｍ以下の超微粒子として酸化チタン微粒子に担持させることによって、酸化チタン微粒子の光触媒効率を増大させるものである。すなわち、酸化チタン微粒子に白金などの超微粒子を担持させることによって、上述した可視光エネルギーによる電子と正孔の発生効率が向上するため、光触媒効果を高めることが可能となる。
【００２５】
上述したような酸化チタン微粒子からなる光触媒体は、それ単独で膜化してもよいし、また酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどの可視光透過率の高いバインダ成分を用いて膜化してもよい。バインダ成分の添加量は光触媒体に対して５〜３０質量％の範囲とすることが好ましい。また、光触媒体として酸化チタン微粒子を用いた光触媒膜の膜厚は１５０〜１０００ｎｍの範囲とすることが好ましい。光触媒膜の膜厚が１５０ｎｍ未満であると、可視光による光触媒作用を十分に得ることができないおそれがあり、一方膜厚が１０００ｎｍを超えると光透過率が低下するおそれがある。また、光触媒膜は酸化チタン微粒子以外に他の光触媒体、例えば酸化タングステン、チタン酸ストロンチウム、酸化鉄、酸化ビスマス、硫化モリブデンなどを副成分として含んでいてもよい。
【００２６】
請求項５記載の発明は、上記した請求項１ないし４いずれか一項記載の光触媒体において、前記光触媒膜は波長４１０ｎｍ以下の光で活性化される酸化チタン微粒子からなる可視光型光触媒体と共に、波長３８０ｎｍ以下の光で活性化される酸化チタン微粒子からなる紫外線型光触媒体を含有することを特徴としている。請求項５記載の光触媒体は、光触媒膜が可視光型光触媒体に加えて紫外線型光触媒体を含むこと規定したものであり、これにより光触媒活性の向上が期待できる。
【００２７】
すなわち、紫外線型光触媒体には一般に可視光型光触媒体より微細な酸化チタン微粒子、例えば平均粒子径が１０ｎｍ未満の酸化チタン微粒子が用いられることから、可視光型光触媒体と紫外線型光触媒体とを混合して使用することで、光触媒膜の比表面積を増加させることができる。光触媒膜の比表面積の増加は光触媒効果の向上に繋がる。可視光型の酸化チタン微粒子の比表面積は３０〜５０ｍ^２／ｇ程度であるが、これに比表面積が１００〜２００ｍ^２／ｇ程度の紫外線型の酸化チタン微粒子を混合して使用することで、光触媒膜の比表面積を高めることが可能となり、これによって光触媒活性の向上が期待できる。紫外線型の酸化チタン微粒子は可視光型の酸化チタン微粒子を膜化する際のバインダ成分としても機能する。
【００２８】
上述したような平均粒子径が１０〜１００ｎｍの範囲の酸化チタン微粒子からなる可視光型光触媒体と平均粒子径が１０ｎｍ未満の酸化チタン微粒子からなる紫外線型光触媒体とは、質量比で７：３〜４：６の範囲で混合して使用することが好ましい。紫外線型酸化チタン微粒子の混合比が６０質量％を超えると、可視光による光触媒作用が低下してしまう。また、上記した紫外線型酸化チタン微粒子による比表面積の向上効果などをより効率よく得る上で、紫外線型酸化チタン微粒子の混合比は３０質量％以上とすることが好ましい。ただし、これ以下の範囲で紫外線型酸化チタン微粒子を混合して用いた場合にも、その量に応じた効果が得られるため、紫外線型酸化チタン微粒子の混合比は３０質量％未満であってもよい。
【００２９】
請求項６記載の発明のランプは、発光部と、前記発光部を包囲するバルブとを有するランプ本体と；前記ランプ本体のバルブを透明基材として、その外表面に被着された請求項１ないし５いずれか一項記載の光触媒体と；を具備することを特徴としている。このような本発明のランプによれば、光触媒機能と共に良好な低誘虫機能を得ることができる。すなわち、光触媒機能と低誘虫機能を両立させているため、脱臭もしくは消臭機能やセルフクリーニング機能などと共に、ランプを屋外などで使用する際に求められる害虫などの誘引作用を低減することができる。従って、害虫の誘引による直接被害もしくは二次的被害などを抑制した上で、汚れによる光束低下の抑制やランプの清掃インターバルの長期化などを図ることが可能となる。
【００３０】
本発明のランプは、特に発光原理などに限定されるものではなく、種々のランプに適用することができる。すなわち、ランプ本体には電球や放電ランプなどの種々のランプを使用することができる。電球としては白熱電球やハロゲン電球などが挙げられる。また、放電ランプは蛍光ランプのような低圧放電ランプ、または水銀ランプ、メタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプなどの高圧放電ランプのいずれであってもよい。なお、ランプ本体におけるガラスバルブは、放電媒体が封入されたものであってもよいし、また発光部を内包する発光管をさらに包囲する外管であってもよい。
【００３１】
請求項７記載の発明の照明器具は、光源と、前記光源を覆うように配設される透光性カバーとを有する照明器具本体と；前記照明器具本体の透光性カバーを透明基材として、その外表面に被着された請求項１ないし５いずれか一項記載の光触媒体と；を具備することを特徴としている。このような本発明の照明器具によれば、光触媒機能と共に良好な低誘虫機能を得ることができる。すなわち、光触媒作用による脱臭もしくは消臭機能やセルフクリーニング機能などと共に、特に屋外用照明器具に求められる低誘虫機能を得ることができる。従って、害虫の誘引による直接被害もしくは二次的被害などを抑制した上で、透光性カバーの汚れによる光束低下の抑制や照明器具の清掃インターバルの長期化などを図ることが可能となる。
【００３２】
本発明の照明器具は、特に光源に限定されるものではなく、種々の光源を使用した照明器具に適用することができる。すなわち、照明器具本体には上述したような各種の電球や放電ランプなどを光源として使用した照明器具を適用することができる。ここで、照明器具本体とは照明器具から透光性カバーを透明基材として形成された光触媒体を除いた残余の構成を全て含むものである。また、透光性カバーとしては照明器具前面の投光開口部に装着されるガラスカバー、セード、グローブなどが挙げられ、また制光体などとして機能するものであってもよく、特にその構成や形状などに限定されるものではない。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
図１は本発明の第１の実施形態による光触媒体の概略構成を示す断面図である。図１において、１は透明基材、２は紫外線吸収膜、３は可視光型光触媒膜であり、これらによって光触媒体４が構成されている。
【００３４】
透明基材１は例えばソーダライムガラスからなるガラス板であり、このような透明基材１上に紫外線吸収膜２として膜厚が２００〜４００ｎｍの酸化亜鉛微粒子膜が形成されている。紫外線吸収膜２は平均粒子径が１０〜１００ｎｍの酸化亜鉛微粒子を、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどのバインダ成分で膜状にしたものである。
【００３５】
紫外線吸収膜２上には、膜厚が１５０〜３００ｎｍの可視光型光触媒膜３が積層形成されている。可視光型光触媒膜３は平均粒子径が１０〜１００ｎｍの範囲の酸化チタン微粒子を主体とする可視光型光触媒体を含むものであり、この酸化チタン微粒子は主としてルチル型結晶構造を有するものである。可視光型光触媒体は酸化チタン微粒子の単体であってもよいし、また酸化チタン微粒子と白金、金、クロム、マンガン、バナジウム、ニッケル、パラジウム、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化鉄、酸化ニオブ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化クロム、酸化タングステンおよびＩＴＯから選ばれる少なくとも１種の微粒子との混合物であってもよい。可視光型光触媒膜３は、上述したような酸化チタン微粒子を主体とする可視光型光触媒体を、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどのバインダ成分で膜状にしたものである。
【００３６】
上述したような構成を有する光触媒体４の直線透過率を図２に示す。図２において、直線は本発明の実施例１による光触媒体４の透過率、すなわち透明基材１上に紫外線吸収膜２と可視光型光触媒膜３とを積層形成した光触媒体４の透過率を示している。なお、上記した実施例１においては、紫外線吸収膜２はフローコーティング法を適用して２００℃の温度で１５分間焼成することにより形成し、また可視光型光触媒膜３はフローコーティング法を適用して１８０℃の温度で１５分間焼成することにより形成した。
【００３７】
また、図２には透明基材１上に紫外線吸収膜２のみを形成した構造体の透過率（点線：参考例１）と、透明基材１上に可視光型光触媒膜３のみを形成した光触媒体の透過率（一点鎖線：参考例２）を併せて示す。なお、これら参考例における紫外線吸収膜２および可視光型光触媒膜３は、上述した実施例１と同一条件で形成したものである。
【００３８】
図２に示す参考例１の測定結果から明らかなように、紫外線吸収膜２は波長３６０ｎｍの紫外線の透過率が３０％以下、具体的には１０％程度であると共に、波長４００〜７８０ｎｍの可視光の透過率が７０％以上、具体的には８０％以上の光透過率特性を有するものである。そして、このような紫外線吸収膜２上に可視光型光触媒膜３を形成した実施例１の光触媒体４は、波長３８０ｎｍ以下の紫外線の吸収能力に優れ、害虫の高視感度領域の光が十分に低減されていることが分かる。このことは光触媒体１に良好な低誘虫機能が付与されていることを意味する。また、実施例１の光触媒体４（透明基材１上に紫外線吸収膜２および可視光型光触媒膜３を積層形成した構造体）は、波長４５０〜７８０ｎｍの可視光の透過率が７０％以上であることが分かる。
【００３９】
さらに、上述した実施例１による光触媒体４の光触媒効果の測定結果を図３に示す。図３は分解用有機物としてホルムアルデヒドを用い、このホルムアルデヒドの分解状態（図３では残存率）を時間との関係として示している。光触媒効果の具体的な測定方法は、２ｐｐｍのホルムアルデヒドを導入したステンレス容器（形状：１×１×１ｍ）内に実施例１の光触媒体４を配置し、この光触媒体４の透明基材１側から２０Ｗの蛍光体（４本）で光を照射し、ステンレス容器内のホルムアルデヒドの残存率を光の照射時間にしたがって測定した。なお、図３には参考例２による光触媒体の光触媒効果の測定結果を併せて示す。
【００４０】
図３から明らかなように、実施例１の光触媒体４は紫外線吸収膜２を形成していない参考例２の光触媒体よりは光触媒効果が劣るものの、十分な有機物の分解効果を有していることが分かる。一方、比較例１として光触媒膜に紫外線型光触媒体（平均粒子径が１０ｎｍ未満のアナターゼ型結晶構造を有する酸化チタン微粒子）を用いる以外は実施例１と同一構造の光触媒体を作製し、その光触媒効果を実施例１と同様にして測定した結果、紫外線型光触媒体が活性化する紫外線が紫外線吸収膜で吸収されてしまうため、十分な光触媒効果を得ることができず、ホルムアルデヒドの分解効果は実施例１に比べて劣ることが確認された。
【００４１】
これらの測定結果から分かるように、本発明の光触媒体によれば光触媒体本来の光触媒機能と良好な低誘虫機能とを両立させることができる。従って、光触媒体による脱臭機能やセルフクリーニング機能などと共に、害虫などの誘引作用の低減効果を得ることが可能となる。
【００４２】
次に、本発明の第２の実施形態による光触媒体について述べる。この第２の実施形態の光触媒体は図１に示した光触媒体４と同様の基本構造を有するものであるが、可視光型光触媒膜３を構成する光触媒体に、可視光型光触媒体と紫外線型光触媒体との混合物が用いられている。すなわち、可視光型光触媒膜３は平均粒子径が１０〜１００ｎｍの範囲の可視光活性型酸化チタン微粒子と平均粒子径が１０ｎｍ未満の紫外線活性型酸化チタン微粒子とを質量比で７：３〜４：６の範囲で混合した混合物を光触媒体として含むものである。
【００４３】
このような光触媒体の具体例（実施例２）として、平均粒子径が２０ｎｍの可視光活性型酸化チタン微粒子と平均粒子径が１０ｎｍ未満の紫外線活性型酸化チタン微粒子とを質量比で７：３の範囲で混合した混合物を光触媒体として用いる以外は実施例１と同一構造の光触媒体を作製し、その光触媒効果を実施例１と同様にして測定した。その結果、ホルムアルデヒドの分解効果が実施例１より向上していることが確認された。
【００４４】
次に、本発明の第３の実施形態によるランプについて述べる。図４は本発明のランプを適用した第３の実施形態による高圧ナトリウムランプの概略構成を示す図である。図４において、１１は発光管、１２は外管バルブ、１３は口金、１４は低誘虫機能付き光触媒体であり、これらによって高圧ナトリウムランプ１５が構成されている。
【００４５】
発光管１１は略図として示したが、透光性セラミックス（例えばアルミナセラミックス）からなる発光管バルブを有し、発光管バルブの両端には一対の電極が封装されている。発光管バルブ内には始動用希ガス（例えばキセノンガス）と共に、発光金属としてナトリウムと水銀のアマルガムが封入されている。このような発光管１１は、一端に口金１３が取り付けられた透光性の外管バルブ１２内に収容されている。外管バルブ１２は例えばホウケイ酸ガラスからなり、その内部は真空に保たれている。
【００４６】
そして、外管バルブ１２の外表面には外管バルブ１２を透明基材として、図１と同様な構成を有する光触媒体１４が形成されている。すなわち、外管バルブ１２を透明基材１として、その外表面上に紫外線吸収膜２と可視光型光触媒膜３とが積層形成されており、これらによって光触媒体１４が構成されている。紫外線吸収膜２および可視光型光触媒膜３の構成は、前述した第１の実施形態または第２の実施形態と同様である。
【００４７】
上述した高圧ナトリウムランプ１５の具体例（実施例３）として、高圧ナトリウムランプＮＨ１５０ＦＳＤ／Ｌ／Ｅ２６の外管バルブの外表面に、実施例１と同一構成の光触媒体（紫外線吸収膜と可視光型光触媒膜との積層膜）を形成したものを作製した。また、比較例２として光触媒体を形成していない高圧ナトリウムランプＮＨ１５０ＦＳＤ／Ｌ／Ｅ２６を用意した。これら実施例３および比較例２の高圧ナトリウムランプの分光分布を図５に示す。
【００４８】
図５から明らかなように、紫外線吸収膜と可視光型光触媒膜との積層膜を形成した実施例３の高圧ナトリウムランプは、比較例２に比べて波長３８０ｎｍ以下の紫外線の放射量が低減されていることが分かる。これは良好な低誘虫機能が付与されていることを意味する。また、これら各高圧ナトリウムランプを用いて、実施例１と同様にして光触媒効果を測定したところ、実施例３の高圧ナトリウムランプは良好な有機物分解作用を有していることが確認された。
【００４９】
なお、上述した第３の実施形態においては、本発明のランプを高圧ナトリウムランプに適用した例について説明したが、水銀ランプやメタルハライドランプなどの他の高圧放電ランプ、また蛍光ランプのような低圧放電ランプ、さらには白熱電球やハロゲン電球などの電球に本発明のランプを適用した場合においても、第３の実施形態の高圧ナトリウムランプと同様に光触媒機能と低誘虫機能を両立されることが可能であることを確認した。
【００５０】
次に、本発明の第４の実施形態による照明器具について述べる。図６は本発明の照明器具を適用した第４の実施形態による投光器の概略構成を示す図である。図６において、２１は器具本体、２２はメタルハライドランプ、２３はガラスカバー、２４は金具であり、これらによって投光器２５が構成されている。このような投光器２５の器具本体２１内には、光源としてメタルハライドランプ２２が収納されている。器具本体２１前面の投光開口部には、メタルハライドランプ２２を覆うように、透光性カバーとしてガラスカバー２３が装着されている。
【００５１】
ガラスカバー２３の外表面には、ガラスカバー２３を透明基材として、図１と同様な構成を有する光触媒体（図示省略）が形成されている。すなわち、ガラスカバー２３を透明基材として、その外表面上に紫外線吸収膜と可視光型光触媒膜とが積層形成されており、これらによって光触媒体が構成されている。紫外線吸収膜および可視光型光触媒膜の構成は、前述した第１の実施形態または第２の実施形態と同様である。
【００５２】
上述したような構成を有する投光器２５についても、波長３８０ｎｍ以下の紫外線の放射量が低減されていることを確認した。これは良好な低誘虫機能が付与されていることを意味する。さらに、実施例１と同様にして光触媒効果を測定したところ、この実施形態の投光器２５、すなわちガラスカバー２３を低誘虫機能付き光触媒体とした投光器２５も、良好な有機物分解作用（光触媒作用）を有していることが確認された。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１および請求項２記載の発明によれば、紫外線吸収膜と可視光型光触媒膜とを適用することによって、光触媒作用を低下させることなく、良好な低誘虫機能を付与した光触媒体を提供することが可能となる。請求項３記載の発明によれば、紫外線の吸収効果と光触媒膜の可視光による活性化効果を再現性よく高めることができる。請求項４記載の発明によれば、可視光による光触媒効果を再現性よく高めることができる。また、請求項５記載の発明によれば、光触媒活性の向上が期待できる。
【００５４】
請求項６記載の発明によれば、光触媒機能と低誘虫機能を両立させたランプを提供することができる。また、請求項７記載の発明によれば、光触媒機能と低誘虫機能を両立させた照明器具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による光触媒体の概略構成を示す断面図である。
【図２】実施例１の光触媒体の透過率特性を示す図である。
【図３】実施例１の光触媒体による有機物分解特性の測定結果を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施形態による高圧ナトリウムランプの概略構成を示す図である。
【図５】実施例３の高圧ナトリウムランプの分光分布を示す図である。
【図６】本発明の第４の実施形態による照明器具（投光器）の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１……透明基材、２……紫外線吸収膜、３……可視光型光触媒膜、４，１４……光触媒体，１１……発光管，１２……外管バルブ，１５……高圧ナトリウムランプ、２１……器具本体、２２……メタルハライドランプ、２３……ガラスカバー、２５……投光器

Claims

透明基材と；
前記透明基材の表面に設けられ、前記透明基材に設けられた状態における波長３６０ｎｍの紫外線の透過率が３０％以下、波長４００〜７８０ｎｍの可視光の透過率が７０％以上である紫外線吸収膜と；
前記紫外線吸収膜上に設けられ、可視光領域で分解反応を示す光触媒膜と；
を具備することを特徴とする光触媒体。
透明基材と；
前記透明基材の表面に設けられた紫外線吸収膜と；
前記紫外線吸収膜上に設けられ、可視光領域で分解反応を示す光触媒膜と；
を具備しており、
前記透明基材、前記紫外線吸収膜および前記光触媒膜を透過する波長４５０〜７８０ｎｍの可視光の透過率が７０％以上であることを特徴とする光触媒体。
前記紫外線吸収膜は酸化亜鉛からなる紫外線吸収体を含むことを特徴とする請求項１または２記載の光触媒体。
前記光触媒膜は、平均粒子径が１０〜１００ｎｍの範囲の酸化チタン微粒子、または前記酸化チタン微粒子と白金、金、クロム、マンガン、バナジウム、ニッケル、パラジウム、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化鉄、酸化ニオブ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化クロム、酸化タングステンおよびＩＴＯから選ばれる少なくとも１種の微粒子との混合物からなる光触媒体を含むことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一項記載の光触媒体。
前記光触媒膜は、波長４１０ｎｍ以下の光で活性化される酸化チタン微粒子からなる可視光型光触媒体と共に、波長３８０ｎｍ以下の光で活性化される酸化チタン微粒子からなる紫外線型光触媒体を含有することを特徴とする請求項１ないし４いずれか一項記載の光触媒体。
発光部と、前記発光部を包囲するバルブとを有するランプ本体と；
前記ランプ本体のバルブを透明基材として、その外表面に被着された請求項１ないし５いずれか一項記載の光触媒体と；
を具備することを特徴とするランプ。
光源と、前記光源を覆うように配設される透光性カバーとを有する照明器具本体と；
前記照明器具本体の透光性カバーを透明基材として、その外表面に被着された請求項１ないし５いずれか一項記載の光触媒体と；
を具備することを特徴とする照明器具。