JP2004219969A - 空気清浄機能付き表示板 - Google Patents

Abstract

【課題】酸化チタンの光触媒作用と蛍光物質の発光と残光を応用して空気清浄と幻想的なディスプレイ表示を併せ持つ機能。
【解決手段】透明な石英ガラスの小さな塊を接着、成形した母材に酸化チタン被膜を担時し、内部へ汚濁空気を通し、その接触面に紫外線を点滅照射して光触媒作用の空気清浄と、蛍光塗料で描いた作画を幻想的にディスプレイ表示させる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
酸化チタン被膜に高エネルギーを持つ光を照射して光触媒作用で消臭、脱臭や殺菌など空気を清浄化すると共に、光のエネルギーで表面側に作画した蛍光物質を励起して発光させ、消灯時に蛍光物質の種類によって異なる残光時間の差を応用して幻想的なディスプレイ表示をさせる空気清浄とディスプレイ表示を併せ持つ技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、酸化チタンの光触媒による酸化作用の研究は多方面で行われているが、空気清浄機能とディスプレイ表示を兼ね備えた発明は数少ない。
本発明に近い発想として特開２００１−３３７６３４が見受けられたが、本発明で称する母材に相当する部分に樹脂またはフイルムを使用しており、汚濁空気は母材の表面に沿って流れるだけで酸化チタン被膜との接触表面も少く光触媒効果も非常に悪い。
また、ディスプレイ表示方法も単純に蛍光物質を発光させているだけである。
【０００３】
【発明が解決しょうとする課題】
酸化チタンの光触媒効果による酸化反応は非常に微量なので酸化チタンと汚濁空気の接触時間を長く確保する必要がある。
ゆえに、酸化チタンと汚濁空気の接触時間をどのようにして長く取るか、また光触媒作用に効果的な光源の選択および供給方法、高エネルギーを持つ光エネルギーに対する人体への安全対策等。
また、紫外線ＬＥＤの励起による蛍光物質の発光色や残光を応用した幻想的な光ディスプレイ表示方法の創出が課題である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
酸化チタンと汚濁空気との接触時間を長くするため、大きな空洞が連続して存在する多孔質材の内部に酸化チタン被膜を形成させた母材を作り、そこへ汚濁空気を通して酸化チタン被膜との接触面に紫外線を照射することを発想した。
母材は紫外線を透過させ易い材料であれば樹脂類でもガラスやセラミックス等の無機質でもよいが、紫外線の減衰を考慮すれば石英ガラスの小さな塊を接着して板状に成形し、塊と塊の隙間の空洞を汚濁空気が通過できるようにする。
尚、母材の内部の酸化チタン被膜を形成させる方法には塊のうちに予め形成させる方法と板状の母材に加工してから被膜を形成する方法があり、また酸化チタン被膜を着ける方法にも蒸着や担時または塗布等いろんな方法があるが安価にするため酸化チタンをドープし担時させる方法を選択する。
尚、母材の表面側は内側に汎用塗料と蛍光塗料、蓄光塗料で作画または印刷したフイルムまたは薄板を取り付け、裏面側には反射板として光沢のあるアルミ箔を貼り付けて対処しているが、表裏面共ディスプレイ表示部にすることも可能である。
光源には幻想的なディスプレイ表示をさせるため周期的な点滅の繰り返しが可能で、かつ、励起に必要な高い量子エネルギーを併せ持つ特性が要求される。
その特性を満足させるため４３０ｎｍ以下の紫外線領域を多く含み点灯、消灯の繰返し切替えが可能な紫外線ＬＥＤを使用する。
母材内部への光の供給は母材の側面から照射して内部で乱反射させて光の拡散で広い範囲を照射するようにした。
一方、乱反射で表面に向かう光を蛍光塗料や蓄光塗料に照射して蛍光物質を励起して発光させる。
蛍光塗料は紫外線ＬＥＤを点灯して照射すると消灯しても暫くの時間は残光として発光し続ける。
この残光特性は蛍光物質の種類によって異なり発光と残光特性の相違を旨く組み合わせて作画の情景を描き蛍光物質の残光特性に合致したインターバルで紫外線ＬＥＤを点滅させて幻想的なディスプレイ表示を表現させる。
【０００５】
【発明実施の形態】
酸化チタン被膜による光触媒効果をより発揮させるためには汚濁空気と酸化チタン被膜を接触させ、その接触面に高い光エネルギーを照射することである。
故に、本発明では酸化チタン被膜と汚濁空気の接触時間が長くなるように、母材を空洞の多い多孔質にして汚濁空気が酸化チタン被膜の粒子間の隙間や空洞に沿って通過するようにして接触表面積を増加させている。
また、光触媒作用に必要な高い量子エネルギーを持つ光源として紫外線ＬＥＤを母材の側面から照射して光触媒による酸化作用を促進するようにしている。
母材の材質は紫外線の減衰が少ない石英ガラス屑を接着して多孔質板にした後、酸化チタンの粒径概ね２０〜５０ｎｍの微粒子液にドープし、担時してアナターゼ構造の酸化チタン被膜を形成させる。
この母材をベースに表面側に［図１］に示す作画を内側にした板を取付け、裏面側には紫外光を有効に使うため裏側から洩れ出でようとする光を再度内部へ戻す反射板として光沢のあるアルミ箔を貼り付ける。
光源は反射蔽に紫外線ＬＥＤを取付け上下左右四側面に配置し、母材内部へ向けて照射する。
母材内部へ照射された紫外線は乱反射して拡散し照射範囲を拡大して広範囲に光触媒のエネルギー源として酸化作用を促進させる。
この母材内部で乱反射する光は表面側の塗料面を照射し、汎用塗料部分の光は透過して塗色に光り、蛍光塗料や蓄光塗料は高い光エネルギーで励起され配合されている顔料色で発光する。
蛍光物質が発光後紫外線ＬＥＤを消灯すると蛍光塗料も蓄光塗料も暫く残光として発光しているが両塗料とも次第に消滅していくが、蛍光塗料が蓄光塗料より早く消滅して蓄光部だけが暫く発光している。
この残光時間の差を利用して作画の部分をそれぞれ描き分け適当なインターバルで紫外線ＬＥＤを点滅させると幻想的なディスプレイ表示が表現できる。
その他のディスプレイ表示方法として顔料によって異なる発光色の違いを強調するディスプレイ表示もできる。
この場合、光源の点滅を省くことができるのでＵＶランプを使用することも可能になる。
【０００６】
【実施例】
本発明の一実施例を図面に従って説明する
［図１］は本発明の一実施例品を［図２］は側面から見た断面概念図で、［図３］はその側面断面の説明のための拡大概念図を示す。
１ａ汎用塗料は背景部を表示し、紫外線ＬＥＤの点灯時は透過光として塗色が見えるが消灯時には光は発しない。
１ｂ蓄光塗料、ここでは残光時間の長い蛍光塗料を区別して称するがホタルの発光部分を描き、１ｃ蛍光塗料はホタルの胴体部や草、土手部を描く。
１ｄ光源の紫外線ＬＥＤ列を点灯すると１ａ汎用塗料１ｂ蓄光塗料１ｃ蛍光塗料はそれぞれの塗色で表示する。
一方、［図２］で示す２ｅ光源の紫外線ＬＥＤ列が点灯すると［図３］で示す２ｈ酸化チタン被膜に光子が照射され、その高い光量子エネルギーで酸化チタンが光触媒として作用し化学反応を起こして２ｇ汚濁空気を分解し、消臭、脱臭や殺菌が行われる。
２ｇ汚濁空気は２ａ母材の下部と２ｄ反射蔽の隙間から対流によって酸化チタン被膜に沿って移動していく、その間に紫外線ＬＥＤを点灯させ、その光エネルギーで酸化チタンが光触媒作用をして酸化化学反応で汚濁空気の成分を分解して浄化する。
浄化された空気は上部の隙間から２ｉ清浄空気として排出して行き空気清浄器として機能する。
ディスプレイ表示は酸化チタン光触媒化のための紫外線ＬＥＤが点灯すると１ａ汎用塗料部分は塗料を通過した色が見え、１ｂ蓄光塗料部は紫外線光により蛍光顔料が励起され発光し、１ｃ蛍光塗料部も同様に励起され発光するが１ｂ蓄光塗料、１ｃ蛍光塗料とも配合されている顔料によって発光色が異る。
紫外線ＬＥＤが消灯すると１ａ汎用塗料部分は透過する光が無くなるが１ｂ蓄光塗料部と１ｃ蛍光塗料部は励起された残光のため暫くは発光するが１ｃ蛍光塗料部が速く減光する。
この残光時間の差を利用して幻想的なディスプレイ表示を表現しようとするもので、［図１］での例ではホタルの一部を蓄光塗料で描き、その他の物体部分を蛍光塗料で描いて点灯と消灯の時間を最適に調整したインターバルで繰り返し点滅することで如何にもホタルが飛び交っているような情景を映し出そうと試みるもので、１ｄ光源が消灯すると１ｂ蓄光性塗料や１ｃ蛍光塗料は暫く残光性で光るが、１ｂ蓄光塗料と１ｃ蛍光塗料の残光時間の差で最後にはホタルの発光部を描いた１ｂ蓄光塗料だけが発光するようになる。
この１ｄ光源の点灯から消灯後の１ｂ蓄光塗料だけが発光するまでの時間間隔で点滅を繰り返してホタルが飛び交うような幻想的なディスプレイ表示を表現させる。
［図４］も本発明の一実施例で動作説明のための側面断面の概念図である。
４ａ母材は石英ガラス屑の小さな塊を接着成形し板状にして酸化チタンを担持し、それを４ｊ間座枠を介して取り付ける。
４ｋ間座枠の内部空間には４ｅ光源として紫外線ＬＥＤ列若しくはＵＶランプを取り付け両側の４ａ母材を照射する。
尚、４ｇ汚濁空気は４ｋブロアーで強制的に４ａ母材の中へ送り込み光触媒作用で空気清浄器として機能させる。
４ｂ透明板の内側の４ｃ塗料面には蛍光塗料でディスプレイ表示用の作画を描いており、４ｅ光源のエネルギーで蛍光物質を励起し中に混合してある顔料の色で発光させる。
背面には４ｄ反射板を取り付け光の有効利用を図っているが、表裏両面ともディスプレイ表示をさせることも可能である。
４ｋブロアーは下から強制的に４ｇ汚濁空気を送り込んで汚濁空気の処理能力の増強を図る方式でディスプレイ表示機能を省いて空気清浄器として他の機器に組み込んで使用することも可能である。
【０００７】
【発明の効果】
【請求項１】の高エネルギー光として概ね４３０ｎｍ以下の紫外線領域の短い波長を照射すれば酸化チタン被膜の光触媒作用により化学反応が促進されて酸化チタンの光触媒化のため母材を通過する空気は消臭、脱臭、殺菌等、清浄され、同時にディスプレイ表示部は紫外線ＬＥＤのエネルギーによって蛍光塗料が励起されて発光し、消灯すると残光によって織成す幻想的なディスプレイ表示を表現することができる。
［図１］の例ではホタルの一部を蓄光塗料で描き、その他の物体部分を蛍光塗料で描き点滅のインターバルを最適に調整することで如何にもホタルが飛び交っているような情景を映し出そうと試みた一例である。
空気清浄機能が発揮すればトイレ等に於ける消臭、脱臭や殺菌と同時に幻想的なディスプレイ表示を楽しむことも可能になる。
また、
【請求項２】は、空気清浄化機能を省ことで母材に安価な透明プラスチック等の樹脂系を使用でき、光源も安価な高輝度汎用ＬＥＤや青色ＬＥＤ等を使用できるので低価格で幻想的なディスプレイ表現の製品を創出することが可能になる。
【０００８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例で額縁状にした表示品の正面図
１ａ汎用塗料・・・・・背景１の画面を描き、光の透過による色を表示する
１ｂ蓄光性塗料・・・・ホタルの発光する部分を描く
１ｃ蛍光塗料・・・・・背景２の画面を描くホタル本体、草、土手等
１ｄ光源・・・・・・・この場合紫外線ＬＥＤ列を４箇所から照射
１ｅ額縁・・・・・・・空気清浄機能付き飾り板の保持と紫外線遮蔽兼用枠
【図２】側面から見た概念図
２ａ母材・・・・・・・石英ガラスの小さい塊を接着成形した多孔質板に酸化チタンを担時させたもの
２ｂ塗料面・・・・・・汎用塗料と蛍光物質で作画した塗料面
２ｃ透明板・・・・・・紫外線遮断目的と印刷を容易にするためのフイルムまたは薄い板
２ｄ反射面・・・・・・光を有効利用するためのもので表側と同様にディスプレイ表示させることも可能である
２ｅ光源・・・・・・・この例では紫外線ＬＥＤ列を４方向から照射している
２ｆ上下の反射蔽・・・・光源の取付けと光の蔽いで母材と蔽いの間を開け汚濁空気の流入と清浄空気の排出をさせる
２ｇ汚濁空気・・・・・・悪臭や雑菌等を含んだ空気
２ｈ酸化チタン被膜・・・アナターゼ構造の酸化チタンを担時したもの
２ｉ清浄空気・・・・・・消臭、脱臭、殺菌後の浄化されたきれいな空気
【図３】側面拡大概念図
２ａ母材・・・・・・・・石英ガラスの多孔質材
２ｂ塗料面・・・・・・・作画印刷された面
２ｃ透明板・・・・・・・印刷ベースのフイルムまたは薄板
２ｄ反射面・・・・・・・光沢アルミ箔
２ｅ光源・・・・・・・・紫外線ＬＥＤ
２ｆ反射蔽・・・・・・・上下左右に配置されている紫外線ＬＥＤの蔽い
２ｈ酸化チタン被膜・・・石英ガラスの小さな塊に酸化チタンが担時されたもの
【図４】本発明の一実施例の変形構成の概念図である。
４ａ母材・・・・・・・・［図２］の２ａ母材と同じようなもの
４ｂ透明版・・裏面に汎用塗料や蛍光塗料、蓄光塗料で描かれたディスプレイ表示を印刷したもので紫外線防止の用途も兼ね備えるたフイルム
４ｃ塗料面・・ディスプレイ表示用の印刷部分
４ｄ反射板・・紫外線光の照射効率を向上させるための光沢ステンレス薄板
４ｅ光源・・・酸化チタンを光触媒化させるための紫外線ＬＥＤ列
４ｇ汚濁空気・悪臭や雑菌を含んだ汚染空気
４ｉ清浄空気・光触媒により酸化処理された空気
４ｊ間座枠・・母材と母材の間に紫外線ＬＥＤを取り付ける空間を確保する間座枠
４ｋブロアー・汚濁空気を強制的に母材内部に送り込む送風機
【符号の説明】
［図１］ ［図２］ ［図３］
１ａ汎用塗料 ２ａ母材 ４ａ母材
１ｂ蓄光塗料 ２ｂ透明板 ４ｂ透明板
１ｃ蛍光塗料 ２ｃ塗料面 ４ｃ塗料面
１ｄ光源 ２ｄ反射板 ４ｄ反射板
１ｅ額縁 ２ｅ光源 ４ｅ光源
２ｇ汚濁空気 ４ｉ清浄空気
２ｈ酸化チタン被膜 ４ｊ間座枠
２ｉ清浄空気 ４ｋブロアー

Claims (2)

1. 酸化チタン被膜を施した多孔質の光透過無機質板に高エネルギーを持つ光を照射して光触媒作用による空気清浄と蛍光物質によるディスプレイ表示を併せ持つ表示板
2. 光透過性の材質表面側に蛍光物質または汎用の塗料と混在で絵や文字を直接または印刷したフイルムまたは板を取付け、裏面に反射物を塗布または装着して、青色領域より短い波長を持つＬＥＤを点滅照射して蛍光物質の発光色や残光時間の相違を利用するディスプレイ表示板

Images