JPH0990889A - 標識体および外部照明式標識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】標識体の汚れを効率よく分解し、簡単にメイン
テナンス費用を大幅に削減する。 【解決手段】標識が形成された標識面を有する基体１ａ
と；標識面に配設された再帰性反射シート１ｂと；再帰
性反射シートの表面に形成された金属酸化物を主成分と
する光触媒膜１ｃと；を具備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、標識体および外部
照明式標識装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】標識体である特に道路に配置されている
道路標識体の標識面は、自動車の排気ガス中に含まれる
カーボン粒子またはディーゼルエンジンを有する自動車
から排出される不完全燃焼のオイルミスト等で常時汚さ
れており、標識の視認性が低下することが問題となって
いる。

【０００３】そして、この道路標識体は、道路上の高所
あるいはトンネル内の暗い場所に取り付けられているた
め、汚れのクリーニングその他のメインテナンスに多大
な費用がかかっている。

【０００４】一方、半導体膜と近紫外光を利用して有機
物を酸化、分解させる光触媒技術がある。

【０００５】例えば、特開平１−１６９８６６号公報に
は、光触媒膜を付着して大気中の有機物を分解するよう
にした蛍光ランプが記載されている。このランプには透
光性の外囲器の表面に光触触媒作用を有する物質である
Ｔｉ０２（酸化チタンあるいはチタニア）の光触媒膜が
形成されている。そして光触媒膜は、ランプから発生す
る１８５ｎｍおよび２４５ｎｍの紫外線を受けると、周
囲の雰囲気中の脱臭または消臭、雰囲気中の有機成分の
分解を行なうものである。

【０００６】また、国際公開された日本語特許出願（国
際公開ＷＯ９４／１１０９２）には光触媒膜が壁面に形
成され、光源から放射された紫外線によって光触媒作用
が起こり空気中の悪臭や有害気体を分解するものであ
る。

【０００７】この光触媒作用の原理は、半導体のバンド
ギャップ（禁制帯域）よりも大きなエネルギーを有する
波長域の光が照射されると半導体に電子および電子のホ
ールが発生し、発生したホールおよび電子が移動して膜
表面で反応を起こす。例えばＴｉ０２は約３．０ｅＶの
バンドギャップを有する半導体であり、このバンドギャ
ップよりも大きなエネルギーを有する波長４００ｎｍ以
下のいわゆる紫外線が照射されると、Ｔｉ０２に電子お
よびホールが生じ、表面において電子移動反応を起こ
す。

【０００８】そして、この電子移動反応では、ホールは
バンドギャップ分のエネルギーに相当する電子を引き抜
く力、すなわち酸化力を持っているため、このホールの
酸化力によってＴｉ０２の表面に付着あるいは接触した
物質を変化させると考えられている。

【０００９】このように、Ｔｉ０２は紫外線を受けると
強い酸化力を生じるため、Ｔｉ０２表面に付着した物
質、例えばアセトアルデヒド、メチルメルカプタン、ア
ンモニヤなどを酸化分解するので消臭、有機成分の分解
等の環境改善に有用である。

【００１０】また、この光触媒技術を用いてガラスなど
の表面に付着した有機物、例えば油、ゴム、繊維、タバ
コのヤニやカーボン微粒子等の物質を酸化、分解するた
め汚れの防止やクリーニングを容易にすることが可能に
なると考えられる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この道
路標識体は、道路上の高所あるいはトンネル内の暗い場
所に取り付けられているため、汚れのクリーニングその
他のメインテナンスする場合には、標識体付近の道路を
一時通行止め等にするか、自動車の通行量の比較的少な
い夜間に行うことが多く、人件費やメンテナンス機器の
維持管理等に多大な費用がかかる。

【００１２】さらに、道路標識体の標識面に配設された
再帰性反射シートは、ガラスビーズ等の微細凹凸からな
る反射素子で構成されているので、自動車の排気ガス中
に含まれるカーボン粒子またはディーゼルエンジン車か
ら特に排出されるオイルミスト等が特に凹部に付着しや
すく、汚れのクリーニングも洗剤等を使用して念入りに
する必要があり、上述した費用はさらに増大するもので
ある。

【００１３】そこで、本発明は標識体の汚れを効率よく
分解し、簡単にメインテナンス費用を大幅に削減するこ
とができる標識体および外部照明式標識装置を提供する
ことを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、標識
が形成された標識面を有する基体と；標識面に配設され
た再帰性反射シートと；再帰性反射シートの表面に形成
された金属酸化物を主成分とする光触媒膜と；を具備し
ている。

【００１５】ここで、再帰性反射シートとは、光源の位
置に無関係に被照射面に照射された光を主として再び光
源の方向に帰す反射特性を有しているシートをいう。

【００１６】したがって、光触媒膜と太陽光、投光器等
から照射される紫外線により光触媒作用が起き、再帰性
反射シートの表面に付着した自動車の排気ガス中に含ま
れるカーボン粒子またはディーゼルエンジン車から特に
排出されるオイルミスト等を酸化、分解して汚れを防止
する。

【００１７】請求項２の発明は、請求項１において、再
帰性反射シートは、ガラスビーズからなる反射素子を平
面状に複数配置して構成されている。

【００１８】請求項３の発明は、請求項１または２記載
の標識体と；標識体の標識面を照明するように外部に配
設された投光器と；を具備している。

【００１９】したがって、光触媒膜と投光器から照射さ
れる紫外線により光触媒作用が起き、再帰性反射シート
の表面に付着した自動車の排気ガス中に含まれるカーボ
ン粒子またはディーゼルエンジン車から特に排出される
オイルミスト等を酸化、分解して汚れを防止する。

【００２０】請求項４の発明は、請求項３において、投
光器は、器具本体と、器具本体の内部に配設された反射
鏡と、反射鏡に光学的に対向して配設された３００ｎｍ
ないし４００ｎｍの紫外線を放射することのできる光源
と、光源から放射される光の放射角度を制御するアパー
チャ機構と、アパーチャ機構の前方に配設されたプリズ
ムシートと、プリズムシートの前方であって器具本体の
出光面を構成する前面ガラスとを具備している。

【００２１】したがって、光源から放射される３００ｎ
ｍないし４００ｎｍの紫外線および光触媒膜で光触媒作
用が起きてーボン微粒子等の物質を酸化、分解して汚れ
を防止する。

【００２２】請求項５の発明は、請求項４において、前
面ガラスの外表面には、金属酸化物を主成分とする光触
媒膜が形成されている。

【００２３】したがって、投光器の前面ガラスにも自動
車の排気ガス中に含まれるカーボン粒子またはディーゼ
ルエンジン車から特に排出されるオイルミスト等が付着
するが、光触媒膜および光源から放射される３００ｎｍ
ないし４００ｎｍの紫外線で光触媒作用が起きてーボン
微粒子等の物質を酸化、分解して汚れを防止する。

【００２４】請求項６の発明は、請求項３において、光
触媒膜は酸化チタンであり、この結晶構造はアナターゼ
形であり、膜厚は５０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であ
る。

【００２５】酸化チタンの結晶構造は、ルチル形よりも
アナターゼ形の方が光触媒作用の効果が高く、また屈折
率を低くくできるので、光触媒膜による光の反射が少な
く光の損失も少ない。

【００２６】また、光触媒膜の膜厚が５０ｎｍ未満で
は、汚れの分解効果がほとんど得られない。３０００ｎ
ｍを越えると光干渉による膜の着色現象が著しく生じる
ので自動車の運転手に悪影響を与えかねないし、投光器
から照射される紫外線がこの膜内で吸収され、光触媒作
用の効果が低下する。

【００２７】請求項７の発明は、請求項３において、光
触媒膜の表面の粗さＲａ（平均表面粗さ）は、０．１ミ
クロン以下である。

【００２８】光触媒膜の表面の粗さを大きくすると汚れ
との接触面積が増えるため汚れの分解には有利であるが
平均粗さＲａが０．１ミクロンを越えるとトンネルや道
路から巻き上がる無機物の砂等が凹部に入り込む量が増
えるため、逆に光透過率が低下することが起きる。した
がって、無機物の砂等が凹部に入り込まないので、これ
による光透過性の低下を防止することができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
１ないし図６に示す標識体および外部照明式標識装置を
参照して説明する。

【００３０】図１は、外部照明式標識装置である外部照
明式道路標識装置の概念図である。図において、符号１
は標識体である道路標識体であり、道路脇に付設された
ポールに路面から高さ約５ｍで装着されている。この標
識体１は約１５ｍ手前の道路脇に設置された投光器２に
よって照明される。この投光器２もまた、ポールに路面
から高さ約５ｍで装着されている。

【００３１】図２は、道路標識体１の正面図であり、図
３はこの標識体の断面図である。道路標識体１は、標識
が形成された標識面を有する基体１ａと、標識面に配設
された再帰性反射シート１ｂと、再帰性反射シートの表
面に形成された酸化チタンを主成分とする光触媒膜１ｃ
構成されている。

【００３２】再帰性反射シート１ｂは、光源の位置に無
関係に被照射面に照射された光を主として再び光源の方
向に帰す反射特性を有するように、ガラスビーズからな
る反射素子を平面状に複数配置して構成されている。

【００３３】光触媒膜１ｃは、酸化チタンを主成分とす
る薄膜で構成されている。そして、酸化チタンの結晶構
造は、ルチル形よりもアナターゼ形の方が実験的に光触
媒作用の効果あり、また、アナターゼ形の方が屈折率を
低くくできるので、光触媒膜１ｃによる光の反射が少な
く光の損失も少ない。

【００３４】また、光触媒膜１ｃの膜厚が５０ｎｍ未満
では、汚れの分解効果がほとんど得られない。３０００
ｎｍを越えると光干渉による膜の着色現象が著しく生じ
るので自動車の運転手に悪影響を与えかねないし、投光
器から照射される紫外線がこの膜内で吸収され、光触媒
作用の効果が低下するので、膜厚は５０ｎｍ以上３００
０ｎｍ以下が好ましい。

【００３５】さらに、光触媒膜１ｃの表面の粗さを大き
くすると汚れとの接触面積が増えるため汚れの分解には
有利であるが平均粗さＲａが０．１ミクロンを越えると
トンネルや道路から巻き上がる無機物の砂等が凹部に入
り込む量が増えるため、逆に光透過率が低下することが
起きるので、表面粗さＲａ（平均表面粗さ）は、０．１
ミクロン以下が好ましい。

【００３６】さらに、光触媒膜１ｃの製造方法を簡単に
説明すると、有機チタン化合物を主成分としてアルコー
ル等の溶剤に溶解した後、すなわちチタンアルコレート
溶液中を再帰性反射シート１ｂの表面に塗布する。この
後、乾燥させて所定の温度で焼成して形成する。

【００３７】なお、光触媒膜１ｃとしてはＴｉＯ２に限
らず、例えばＺｎＯ、ＷＯ３、ＬａＲｈＯ３、ＦｅＴｉ
Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｄＦｅ２Ｏ４、ＳｒＴｉＯ３、Ｃ
ｄＳｅ、ＧａＡｓ、ＣａＰ、ＣｅＯ２、ＴｂＯ２、Ｍｇ
Ｏ、Ｅｒ２Ｏ３あるいはＲｕＯ２等の光触触媒作用を有
する化合物もしくは物質の微粒子、または、これらの２
種以上の微粒子の混合系、さらに、ゼオライト等を混合
したもの、バインダ成分で形成されても同様の効果を得
ることができる。

【００３８】図４は、投光器２の一部切り欠き断面図で
あり、図５は、正面図である。投光器２は、器具本体２
ａと、器具本体２ａの内部に配設された反射鏡２ｂと、
反射鏡２ｂに光学的に対向して配設された３００ｎｍな
いし４００ｎｍの紫外線を放射することのできる光源２
ｃと、光源２ｃから放射される光の放射角度を制御する
アパーチャ機構２ｄと、アパーチャ機構２ｄの前方に配
設されたプリズムシート２ｅと、プリズムシート２ｅの
前方であって器具本体２ａの出光面を構成する前面ガラ
ス２ｆとを具備している。

【００３９】光源２ｃは、ＨＩＤランプであるメタルハ
ライドランプであり、可視光を放射するとともに３００
ｎｍないし４００ｎｍの紫外線も放射する。

【００４０】前面ガラス２ｅの外表面には、光触媒膜２
ｇが形成されている。また、前面ガラス２ｅと器具本体
２ａの間にはゴムパッキンが配設され、防水性を保持で
きるようになっている。さらに、ゴムパッキンは有機物
で形成されているので、光触媒膜２ｇの光触媒作用で分
解されないように、両者間に遮閉部材を介在させてい
る。

【００４１】したがって、投光器２の前面ガラス２ｅに
も自動車の排気ガス中に含まれるカーボン粒子またはデ
ィーゼルエンジン車から特に排出されるオイルミスト等
が付着するが、光触媒膜２ｇおよびメタルハライドラン
プ２ｃから放射される３００ｎｍないし４００ｎｍの紫
外線で光触媒作用が起きてカーボン微粒子等の物質を酸
化、分解して汚れを防止する。

【００４２】次に、本実施の形態の外部照明式道路標識
装置の作用について説明する。まず投光器２内のメタル
ハライドランプ２ｃを点灯させると、可視光線および３
００ｎｍ〜４００ｎｍの紫外線が道路標識体１に照射さ
れる。

【００４３】図６は、再帰性反射シートを構成する反射
素子であるガラスビーズへ可視光が入射して反射する光
線軌跡図である。再帰性反射シート１ｂであるガラスビ
ーズはほぼ球形であり、これに入射する光は、その表面
に形成されている屈折率約２．０の光触媒膜１ｃでビー
ズ中心方向に屈折させられる。そして、光触媒膜１ｃか
ら屈折率約１．５のガラスビーズに入射する際には、ガ
ラスビーズ外方に屈折させられる。

【００４４】したがって、ガラスビーズへの入射角が大
きくなるにしたがって、ガラスビーズで反射する光が投
光器２方向ではなく、広い角度を有して反射されること
になる。本実施の形態では、この反射光を道路方向に向
くように再帰性反射シート１ｂが構成されており、自動
車の運転者にとっては、道路標識体の視認性が大きく向
上することになる。

【００４５】さらに、光触媒膜１ｃに到達した紫外線
は、光触媒膜１ｃにて吸収され、光触媒膜１ｃ内のＴｉ
Ｏ２の内部にホールを生じさせ、このホールが約３．０
ｅＶのバンドギャップ分のエネルギーだけ電子を引き抜
く力、すなわち酸化力を持ち、光触媒膜１ｃに付着した
自動車の排気ガス中に含まれるカーボン粒子またはディ
ーゼルエンジン車から特に排出されるオイルミスト等の
物質を酸化、分解して汚れを防止する。

【００４６】したがって、汚れのクリーニングその他の
メインテナンスをする回数、時間が低減し、人件費やメ
ンテナンス機器の維持管理等に多大な費用を削減するこ
とができる。

【００４７】

【発明の効果】請求項１の発明では、光触媒膜と太陽
光、投光器等から照射される紫外線により光触媒作用が
起き、再帰性反射シートの表面に付着した特に自動車の
排気ガス中に含まれるカーボン粒子またはディーゼルエ
ンジン車から特に排出されるオイルミスト等を酸化、分
解して汚れを防止でき、人件費やメンテナンス機器の維
持管理等に多大な費用を削減することができる。

【００４８】請求項２の発明では、請求項１の効果に加
えて、再帰性反射シートによる反射光を道路方向に制御
でき得る。

【００４９】請求項３の発明では、光触媒膜と投光器か
ら照射される紫外線により光触媒作用が起き、再帰性反
射シートの表面に付着した特に自動車の排気ガス中に含
まれるカーボン粒子またはディーゼルエンジン車から特
に排出されるオイルミスト等を酸化、分解して汚れを防
止できる。

【００５０】請求項４の発明では、光源から放射される
３００ｎｍないし４００ｎｍの紫外線および光触媒膜で
光触媒作用が起きてーボン微粒子等の物質を酸化、分解
して汚れを防止できる。

【００５１】請求項５の発明では、投光器の前面ガラス
にも自動車の排気ガス中に含まれるカーボン粒子または
ディーゼルエンジン車から特に排出されるオイルミスト
等が付着するが、光触媒膜および光源から放射される３
００ｎｍないし４００ｎｍの紫外線で光触媒作用が起き
てーボン微粒子等の物質を酸化、分解して汚れを防止で
きる。

【００５２】請求項６の発明では、光触媒作用の効果が
高く、また屈折率を低くくできるので、光触媒膜による
光の反射が少なく光の損失も少ない。

【００５３】請求項７の発明では、無機物の砂等が凹部
に入り込まないので、これによる光透過性の低下を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す外部照明式道路標
識装置の概念図。

【図２】同じく、道路標識体の正面図。

【図３】同じく、断面図。

【図４】同じく、投光器の一部切り欠き断面図。

【図５】同じく、正面図。

【図６】再帰性反射シートを構成する反射素子であるガ
ラスビーズへ可視光が入射して反射する光線軌跡図。

【符号の説明】

１ 標識体 １ａ 基体 １ｂ 再帰性反射シート １ｃ 光触媒膜 ２ 投光器

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】標識が形成された標識面を有する基体と；
   標識面に配設された再帰性反射シートと；再帰性反射シ
   ートの表面に形成された金属酸化物を主成分とする光触
   媒膜と；を具備していることを特徴とする標識体。
2. 【請求項２】再帰性反射シートは、ガラスビーズからな
   る反射素子を平面状に複数配置して構成されているこ
   と；を具備していることを特徴とする請求項１記載の標
   識体。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の標識体と；標識体
   の標識面を照明するように外部に配設された投光器と；
   を具備していることを特徴とする外部照明式標識装置。
4. 【請求項４】投光器は、器具本体と、器具本体の内部に
   配設された反射鏡と、反射鏡に光学的に対向して配設さ
   れた３００ｎｍないし４００ｎｍの紫外線を放射するこ
   とのできる光源と、光源から放射される光の放射角度を
   制御するアパーチャ機構と、アパーチャ機構の前方に配
   設されたプリズムシートと、プリズムシートの前方であ
   って器具本体の出光面を構成する前面ガラスとを具備し
   ていること；を特徴とする請求項３記載の外部照明式標
   識装置。
5. 【請求項５】前面ガラスの外表面には、金属酸化物を主
   成分とする光触媒膜が形成されていること；を特徴とす
   る請求項４記載の外部照明式標識装置。
6. 【請求項６】光触媒膜は酸化チタンであり、この結晶構
   造はアナターゼ形であり、膜厚は５０ｎｍ以上３０００
   ｎｍ以下であること；を特徴とする請求項３記載の外部
   照明式標識装置。
7. 【請求項７】光触媒膜の表面の粗さＲａ（平均表面粗
   さ）は、０．１ミクロン以下であること；を特徴とする
   請求項３記載の外部照明式標識装置。