JPH10149707A

JPH10149707A - 防汚性照明器具

Info

Publication number: JPH10149707A
Application number: JP8323517A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyoshi Machida; 町田　　光義; Makoto Hayakawa; 信早川
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 1996-11-19
Filing date: 1996-11-19
Publication date: 1998-06-02

Abstract

(57)【要約】【課題】汚れに対して清浄性を維持する照明器具の提
供。【解決手段】発光管または発光管を覆うカバ−類の外
表面に、光触媒粒子とシリコ−ンと撥水性フッ素樹脂、
或いは光触媒粒子と無定型シリカと撥水性フッ素樹脂と
を含有する表面層が形成されていることを特徴とする防
汚性照明器具。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、防汚性照明器具に
関する。

【０００２】

【従来の技術】室内照明は、油汚れなどにより汚れやす
い。また、屋外照明は大気中の煤煙などにより汚れやす
い。室内照明は、多くの場合、天井に配置されるので、
清掃作業が大変である。また、屋外照明の清掃は高所作
業になるため、コストがかかり、かつ危険も伴う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明では、
汚れにくい照明器具を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決すべく、発光管または発光管を覆うカバー類の外表
面に、光触媒粒子とシリコーンと撥水性フッ素樹脂とを
含有する表面層が形成されていることを特徴とする防汚
性照明器具を提供する。このような構成にすることによ
り、光触媒を光励起したときに、光触媒作用によりシリ
コーン分子中のケイ素原子に結合した有機基が少なくと
も部分的に水酸基に置換されて親水性を呈するようにな
り、シリコーンが外気に露出した親水性を呈する部分
と、撥水性フッ素樹脂が外気に露出した撥水性を呈する
部分の双方が表面に微視的に分散された構造となる。さ
らに、光触媒が存在することにより、光触媒の光励起に
応じてシリコーン分子中のケイ素原子に結合した有機基
が少なくとも部分的に水酸基に置換されたシリコーンは
恒久的に親水性を維持するので、上記親水性を呈する部
分と撥水性を呈する部分の双方が表面に微視的に分散さ
れた構造は維持される。このような構造では、親水性表
面と撥水性表面が隣接するため、親水性表面になじみや
すい親水性の付着物は隣接する撥水性部分になじまな
い。逆に撥水性表面になじみやすい疎水性の付着物は隣
接する親水性部分になじまない。そのため、親水性付着
物も、疎水性付着物も部材表面に固着されることはな
く、表面は清浄な状態に維持される。

【０００５】また、本発明では、発光管または発光管を
覆うカバー類の外表面に、光触媒粒子と無定型シリカと
撥水性フッ素樹脂とを含有する表面層が形成されている
ことを特徴とする防汚性照明器具を提供する。このよう
な構成にすることにより、表面層中の無定型シリカが外
気に露出した親水性を呈する部分と、撥水性フッ素樹脂
が外気に露出した撥水性を呈する部分の双方が表面に微
視的に分散された構造となる。さらに、光触媒が存在す
ることにより、光触媒の光励起に応じて無定型シリカは
恒久的に親水性を維持するので、上記親水性を呈する部
分と撥水性を呈する部分の双方が表面に微視的に分散さ
れた構造は維持される。このような構造では、親水性表
面と撥水性表面が隣接するため、親水性表面になじみや
すい親水性の付着物は隣接する撥水性部分になじまな
い。逆に撥水性表面になじみやすい疎水性の付着物は隣
接する親水性部分になじまない。そのため、親水性付着
物も、疎水性付着物も部材表面に固着されることはな
く、表面は清浄な状態に維持される。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１〜３に、本発明の照明器具の
例を示す。図１は蛍光灯であり、蛍光灯の外表面には、
図４に示すように、光触媒粒子と、シリコーンと、撥水
性フッ素樹脂を含む表面層が形成されているか、或いは
図５に示すように、光触媒粒子と、無定型シリカと、撥
水性フッ素樹脂を含む表面層が形成されている。図２は
白熱灯であり、白熱灯の外表面には、図４に示すよう
に、光触媒粒子と、シリコーンと、撥水性フッ素樹脂を
含む表面層が形成されているか、或いは図５に示すよう
に、光触媒粒子と、無定型シリカと、撥水性フッ素樹脂
を含む表面層が形成されている。図３は蛍光灯が２本あ
り、蛍光灯をカバーで覆った照明装置であり、カバーの
外表面には、図４に示すように、光触媒粒子と、シリコ
ーンと、撥水性フッ素樹脂を含む表面層が形成されてい
るか、或いは図５に示すように、光触媒粒子と、無定型
シリカと、撥水性フッ素樹脂を含む表面層が形成されて
いる。尚、図１〜３には照明器具の発光管自体またはカ
バーの外表面に表面層を形成した例を示したが、照明ル
ーバー、反射板等のカバー類の表面に表面層を形成して
もよい。発光管または発光管を覆うカバー類の外表面と
表面層との間には、密着性向上等の目的でシリカ、シリ
コーン、アクリルシリコン等からなる中間層を設けても
よい。

【０００７】光触媒とは、その結晶の伝導帯と価電子帯
との間のエネルギーギャップよりも大きなエネルギー
（すなわち短い波長）の光（励起光）を照射したとき
に、価電子帯中の電子の励起（光励起）が生じて、伝導
電子と正孔を生成しうる物質をいい、光触媒性酸化物に
は、例えば、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チ
タン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化第二鉄、三酸化二ビスマ
ス、三酸化タングステン、チタン酸ストロンチウム等の
酸化物が好適に利用できる。光触媒の光励起に用いる光
源としては、照明器具の発光源又は太陽光等の周囲にあ
る光源が利用できる。照明器具の発光源を用い、カバー
の外表面を汚れにくくするためには、カバーの厚みはあ
る程度薄くするのが好ましく、２ｍｍ以下が特に好まし
い。光触媒の光励起により、基材表面に露出したシリコ
ーン及び無定型シリカが高度に親水化されるためには、
励起光の照度は０．００１ｍＷ／ｃｍ²以上あればよい
が、０．０１ｍＷ／ｃｍ²以上だと好ましく、０．１ｍ
Ｗ／ｃｍ²以上だとより好ましい。

【０００８】シリコーンには、平均組成式Ｒ_pＳｉＯ_(4-p)/2 （式中、Ｒは一価の有機基の１種若しくは２種以上から
なる官能基、又は、一価の有機基と水素基から選ばれた
２種以上からなる官能基であり、Ｘはアルコキシ基、又
は、ハロゲン原子であり、ｐは０＜ｐ＜２を満足する数
である）で表される樹脂が利用できる。

【０００９】撥水性フッ素樹脂には、ポリテトラフルオ
ロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリヘ
キサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン−ヘ
キサフルオロプロピレンコポリマー等が好適に利用でき
る。

【００１０】表面層の膜厚は、０．４μｍ以下にするの
が好ましい。そうすれば、光の乱反射による白濁を防止
することができ、表面層は実質的に透明となる。さら
に、表面層の膜厚を、０．２μｍ以下にすると一層好ま
しい。そうすれば、光の干渉による表面層の発色を防止
することができる。また、表面層が薄ければ薄いほどそ
の透明度は向上する。更に、膜厚を薄くすれば、表面層
の耐摩耗性が向上する。

【００１１】表面層には、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎのような金
属を添加することができる。前記金属を添加した表面層
は、表面に付着した細菌や黴を暗所でも死滅させること
ができる。

【００１２】表面層にはＰｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉ
ｒ、Ｏｓのような白金族金属を添加することができる。
前記金属を添加した表面層は、光触媒の酸化還元活性を
増強でき、有機物汚れの分解性、有害気体や悪臭の分解
性を向上させることができる。

【００１３】次に、基材表面に、光触媒性酸化物粒子と
シリコーンと撥水性フッ素樹脂とを含有する表面層が形
成されている防汚性部材の製法について説明する。この
場合の製法は、基本的には、基材表面にコーティング組
成物を塗布し、硬化させることによる。

【００１４】ここでコーティング組成物は、光触媒粒
子、撥水性フッ素樹脂の他にシリコーンの前駆体を必須
構成要件とし、その他に水、エタノール、プロパノール
等の溶媒や、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸、マレイン酸等の
シリコーンの前駆体の加水分解を促進する触媒や、トリ
ブチルアミン、ヘキシルアミンなどの塩基性化合物類、
アルミニウムトリイソプロポキシド、テトライソプロピ
ルチタネートなどの酸性化合物類等のシリコーンの前駆
体を硬化させる触媒や、シランカップリング剤等のコー
ティング液の分散性を向上させる界面活性剤などを添加
してもよい。

【００１５】ここでシリコーンの前駆体としては、平均
組成式Ｒ_pＳｉＸ_qＯ_(4-p-q)/2 （式中、Ｒは一価の有機基の１種若しくは２種以上から
なる官能基、又は、一価の有機基と水素基から選ばれた
２種以上からなる官能基であり、Ｘはアルコキシ基、又
は、ハロゲン原子であり、ｐ及びｑは０＜ｐ＜２、０＜
ｑ＜４を満足する数である）で表されるシロキサンから
なる塗膜形成要素、又は一般式Ｒ_pＳｉＸ_4-p （式中、Ｒは一価の有機基の１種若しくは２種以上から
なる官能基、又は、一価の有機基と水素基から選ばれた
２種以上からなる官能基であり、Ｘはアルコキシ基、又
は、ハロゲン原子であり、ｐは１または２である）で表
される加水分解性シラン誘導体からなる塗膜形成要素、
が好適に利用できる。

【００１６】ここで上記加水分解性シラン誘導体からな
る塗膜形成要素としては、メチルトリメトキシシラン、
メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラ
ン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシ
ラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリプロポキ
シシラン、エチルトリブトキシシラン、フェニルトリメ
トキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニル
トリプロポキシシラン、フェニルトリブトキシシラン、
ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラ
ン、ジメチルジプロポキシシラン、ジメチルジブトキシ
シラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキ
シシラン、ジエチルジプロポキシシラン、ジエチルジブ
トキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェ
ニルメチルジエトキシシラン、フェニルメチルジプロポ
キシシラン、フェニルメチルジブトキシシラン、ｎ−プ
ロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシ
シラン、ｎ−プロピルトリプロポキシシラン、ｎ−プロ
ピルトリブトキシシラン、γ−グリコキシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリ
メトキシシラン等が好適に利用できる。

【００１７】また、上記シロキサンからなる塗膜形成要
素としては、上記加水分解性シラン誘導体の部分加水分
解及び脱水縮重合、又は上記加水分解性シラン誘導体の
部分加水分解物と、テトラメトキシシラン、テトラエト
キシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシ
シラン、ジエトキシジメトキシシラン等の部分加水分解
物との脱水縮重合等で作製することができる。

【００１８】上記コーティング組成物の塗布方法として
は、スプレーコーティング法、ディップコーティング
法、フローコーティング法、スピンコーティング法、ロ
ールコーティング法、刷毛塗り、スポンジ塗り等の方法
が好適に利用できる。硬化方法としては、熱処理、室温
放置、紫外線照射等により重合させて行うことができ
る。

【００１９】次に、基材表面に、光触媒粒子と無定型シ
リカと撥水性フッ素樹脂とを含有する表面層が形成され
ている防汚性部材の製法について説明する。この場合の
製法は、基本的には、基材表面にコーティング組成物を
塗布し、硬化させることによる。

【００２０】ここでコーティング組成物は、光触媒粒
子、撥水性フッ素樹脂の他にシリカ粒子又はシリカの前
駆体を必須構成要件とし、その他に水、エタノール、プ
ロパノール等の溶媒や、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸、マレ
イン酸等のシリカの前駆体の加水分解を促進する触媒
や、トリブチルアミン、ヘキシルアミンなどの塩基性化
合物類、アルミニウムトリイソプロポキシド、テトライ
ソプロピルチタネートなどの酸性化合物類等のシリカの
前駆体を硬化させる触媒や、シランカップリング剤等の
コーティング液の分散性を向上させる界面活性剤などを
添加してもよい。

【００２１】ここでシリコーンの前駆体としては、平均
組成式ＳｉＸ_qＯ_(4-q)/2 （式中、Ｘはアルコキシ基、又は、ハロゲン原子であ
り、ｑは０＜ｑ＜４を満足する数である）で表されるシ
リケートからなる塗膜形成要素、又は一般式ＳｉＸ₄ （式中、Ｒは一価の有機基の１種若しくは２種以上から
なる官能基、又は、一価の有機基と水素基から選ばれた
２種以上からなる官能基であり、Ｘはアルコキシ基、又
は、ハロゲン原子である）で表される４官能加水分解性
シラン誘導体からなる塗膜形成要素等が好適に利用でき
る。

【００２２】ここで上記４官能加水分解性シラン誘導体
からなる塗膜形成要素としては、テトラメトキシシラ
ン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、
テトラブトキシシラン、ジエトキシジメトキシシラン等
が好適に利用できる。

【００２３】また、上記シリケートからなる塗膜形成要
素としては、上記４官能加水分解性シラン誘導体の部分
加水分解及び脱水縮重合等で作製することができる。

【００２４】上記コーティング組成物の塗布方法として
は、スプレーコーティング法、ディップコーティング
法、フローコーティング法、スピンコーティング法、ロ
ールコーティング法、刷毛塗り、スポンジ塗り等の方法
が好適に利用できる。硬化方法としては、熱処理、室温
放置、紫外線照射等により重合させて行うことができ
る。

【００２５】

【実施例】

参考例．アナターゼ型酸化チタンゾル（日産化学、ＴＡ
−１５、硝酸解膠型、ｐＨ＝１）と、シリカゾル（日本
合成ゴム、グラスカＡ液、ｐＨ＝４）と、メチルトリメ
トキシシラン（日本合成ゴム、グラスカＢ液）とエタノ
ールを混合し、２〜３分撹拌して得たコーティング液
を、スプレーコーティング法にて１０ｃｍ四角のソーダ
ライムガラス基材上に塗布し、２００℃で１５分熱処理
して、アナターゼ型酸化チタン粒子１１重量部、シリカ
６重量部、シリコーン５重量部からなる表面層を形成し
た＃１試料を得た。＃１試料の水との接触角は８５゜で
あった。ここで水との接触角は接触角測定器（協和界面
科学、ＣＡ−Ｘ１５０）を用い、マイクロシリンジから
水滴を滴下した後３０秒後の水との接触角で評価した。
次いで＃１試料表面に、紫外線光源（三共電気、ブラッ
クライトブルー（ＢＬＢ）蛍光灯）を用いて０．３ｍＷ
／ｃｍ²の紫外線照度で１日照射し、＃２試料を得た。
その結果、＃２試料の水との接触角は０゜まで親水化さ
れた。次に、＃１試料と、＃１試料に水銀灯を２２．８
ｍＷ／ｃｍ²の紫外線照度で２時間照射して得た＃３試
料夫々の試料表面をラマン分光分析した。その結果、＃
１試料表面で認められたメチル基のピークが＃３試料で
は認められず、代わりに水酸基のブロードなピークが認
められた。以上のことから、光触媒であるアナターゼ型
酸化チタンの光励起に応じて被膜の表面のシリコーン分
子中のケイ素原子に結合した有機基は、光触媒作用によ
り水酸基に置換されること、及び親水化されることがわ
かる。

【００２６】実施例．アナターゼ型酸化チタンゾル（日
産化学、ＴＡ−１５）と、シリカゾル（日本合成ゴム、
グラスカＡ液）と、メチルトリメトキシシラン（日本合
成ゴム、グラスカＢ液）とポリテトラフルオロエチレン
（ＰＴＦＥ）粒子（ダイキン工業、ルブロンＬ−５）と
エタノールを混合し、２〜３時間撹拌して得たコーティ
ング液を、スプレーコーティング法にて１０ｃｍ四角の
ソーダライムガラス基材上に塗布し、２００℃で１５分
熱処理して、アナターゼ型酸化チタン粒子３３重量部、
ポリテトラフルオロエチレン粒子６６重量部、シリカ６
重量部、シリコーン５重量部からなる表面層を形成した
＃４試料を得た。＃４試料の水との接触角は１１０゜で
あった。次いで＃４試料表面に、紫外線光源（三共電
気、ブラックライトブルー（ＢＬＢ）蛍光灯）を用いて
０．３ｍＷ／ｃｍ²の紫外線照度で１日照射し、＃５試
料を得た。その結果、＃５試料の水との接触角は９７．
４゜とさほど変化がなかった。上記参考例より、シリコ
ーンが外気に露出した部分はシリコーン分子中のケイ素
原子に結合した有機基は、光触媒作用により水酸基に置
換され、親水化されるはずであるから、その分だけ親水
化して水との接触角が若干減少したと考えられる。すな
わち、＃５試料表面は、光触媒作用により水酸基に置換
され、親水化されたシリコーンが外気に露出した親水性
を呈する部分と、撥水性フッ素樹脂が外気に露出した撥
水性を呈する部分の双方が表面に微視的に分散された構
造となっていると推定される。

【００２７】次に、＃５試料及び比較のためガラス板を
屋外に設置して、堆積物や汚染物に対する表面の清浄維
持性を調べた。堆積物や汚染物に対する表面の清浄維持
性は、建物の屋上の屋根付き部分の下に図６のように試
料を設置し、４か月暴露することにより行った。その結
果、ガラス板では多少の汚れが観察されたのに対し、＃
５試料では汚れは観察されなかった。

【００２８】

【発明の効果】本発明では、照明器具において、発光管
または発光管を覆うカバー類の外表面に、光触媒粒子と
シリコーンと撥水性フッ素樹脂とを含有する表面層が形
成されているようにする、或いは光触媒粒子と無定型シ
リカと撥水性フッ素樹脂とを含有する表面層が形成され
ているようにすることにより、親水性付着物も、疎水性
付着物も部材表面に固着されることはなく、表面は清浄
な状態に維持されるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る照明器具の一例を示す図。

【図２】本発明に係る照明器具の他の例を示す図。

【図３】本発明に係る照明器具の他の例を示す図。

【図４】本発明に係る照明器具の表面構造を示す図。

【図５】本発明に係る照明器具の他の表面構造を示す
図。

【図６】本発明の実施例にに係る試験の試料の設置方法
を示す図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光管または発光管を覆うカバー類の外
表面に、光触媒性酸化物粒子とシリコーンと撥水性フッ
素樹脂とを含有する表面層が形成されていることを特徴
とする防汚性照明器具。
【請求項２】発光管または発光管を覆うカバー類の外
表面に、光触媒性酸化物粒子と無定型シリカと撥水性フ
ッ素樹脂とを含有する表面層が形成されていることを特
徴とする防汚性照明器具。