JPH10262789A

JPH10262789A - 表面に光触媒を含む層を有する鏡及び透明部材

Info

Publication number: JPH10262789A
Application number: JP8996897A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Doke; 隆博道家; Hisato Haraga; 久人原賀
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 1997-03-26
Filing date: 1997-03-26
Publication date: 1998-10-06

Abstract

(57)【要約】【課題】親水性維持のための光触媒層励起用の紫外線
ランプを小形化するとともに、消費電力低減を図った防
曇性鏡を提供する。【解決手段】鏡板３には、その右側の端面に沿って、
細長い紫外線ランプ５が付設されている。ランプ５の上
下及び右側には、リフレクター３１が設けられている。
鏡板３の右端面３ａから入射した紫外線３５は、親水性
コーティング２５の裏面や紫外線反射膜１９の表面で反
射して、鏡板３の内部を折り返しながら鏡板３内を幅方
向に進む。紫外線ランプの出力がほぼ１００％親水性コ
ーティング２５の励起に活用されうる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、抗菌・防汚・脱臭
機能を発揮する表面に光触媒を含む層を有する鏡及び透
明部材に関する。特には、紫外線照射手段を抜本的に見
直し、紫外線光源の消費電力低減を図った表面に光触媒
を含む層を有する鏡及び透明部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、洗面化粧台の鏡を例にとって説明
する。洗面化粧台は浴室に隣接した脱衣室に設置される
ことが多く、浴室よりの水蒸気の影響により洗面化粧台
の鏡は曇り易い。この曇りを止める方法として典型的な
のは、鏡の表面を電気加熱して、同表面の結露を防止す
るものである。しかし、この方法は、鏡が曇り始めてか
ら加熱を始めたのでは遅いので、一般的には常時加熱し
ておかねばならず、多大な電力の無駄が生じる。

【０００３】このような従来の問題を解決すべく、本願
と同一出願人による特願平７−１１７６００号及び７−
１８２０２０号においては、光触媒（光半導体）の作用
を用いたガラス等の表面の防曇方法が提案されている。
この防曇方法は、ガラスの表面に酸化チタン膜を形成
し、その光触媒作用により曇り止めを実現するものであ
る。その後鋭意研究を重ねた結果、光触媒作用による曇
り止めは、次のようなメカニズムであると、解明でき
た。すなわち、光触媒に光が照射されると、空気中の水
蒸気の光触媒表面への物理吸着が起り、該表面が親水性
となる。その結果、親水性の表面に結露が生じても、水
膜が生じるのみであって曇りは付かない。曇りは、細か
い水滴による光の散乱によって生じるのである。また、
上記物理吸着水層は、疎水性官能基を有する汚れ成分や
水溶性汚れ成分が部材表面に固着することを妨害する作
用をも果たす。

【０００４】しかし、この光触媒作用による防曇方法
は、光の当る条件によっては、光触媒作用が不活発で効
果が不完全となるおそれがある。特に室内の人工照明に
のみ頼るような場所ではこのおそれが強い。なお、この
問題は、防曇にのみ特有のものではなく、抗菌や防臭等
の光触媒を含めた光触媒作用全般に係るものである。

【０００５】ここで、照明と光触媒作用との関係につい
て述べる。代表的な光触媒（光触媒）である酸化チタン
（ＴｉＯ₂ ）は、そのバンドギャップ以上のエネルギー
を持った光が当たると光触媒作用を発揮する。そのよう
な光を光触媒励起光と称することにする。酸化チタンの
場合波長が約３８０nmより短い近紫外光である。このよ
うな近紫外光を発する人工照明としては、いわゆるブラ
ックライトブルー蛍光灯（主波長３６０nm）や捕虫用ラ
ンプ（主波長３７０nm）がある。さらに、一般の白色蛍
光灯からも、微弱な水銀の輝線スペクトル（３６５nm）
が出ている。

【０００６】ところで、防曇性鏡に紫外線を当てる方式
として最もオーソドックスなものは図３のような方式で
ある。図３において、鏡８３の上辺の上に、紫外線ラン
プ８１を設置し、紫外線ランプ８１からの紫外線８５を
鏡８３の面に当てている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図３のような
鏡の前面斜め方向から紫外線を照射する方式では、ラン
プ８１から出る紫外線８５が鏡８３の外にも照射され
る。したがって、紫外線の利用効率が低くなり、その分
大形のランプを設置して多くの電力を消費することとな
る。さらに、大出力化された紫外線が鏡の前にいる人体
にも照射されてしまい、皮膚の健康上、好ましくない。
また、鏡表面に汚れが付着してしまった場合、紫外線を
鏡の前面から照射しようとしても、前記汚れに紫外線が
遮られてしまうために光触媒まで紫外線が到達できず、
十分な効果が発揮されない。

【０００８】本発明は、親水性を維持するための紫外線
照射手段を抜本的に見直すことにより、紫外線光源の消
費電力低減、人体への安全性の向上、及び（背面から照
射することによる）防曇、抗菌、防汚効果の向上を図っ
た、表面に光触媒を含む層を有する鏡及び透明部材を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の表面に光触媒を含む層を有する透明部材
は、表面に光触媒を有する透明部材本体と、紫外線光
源とを具備し；透明部材本体の光触媒を含む層に紫外
線光源からの紫外線を、透明部材側から照射することを
特徴とする。また、本発明の表面に光触媒を含む層を有
する鏡は、表面に光触媒を含む層を有する鏡板と、
鏡板の側端から鏡板内に紫外線を入射する紫外線光源
と、を具備することを特徴とする。

【００１０】より一般的に述べれば、本発明の防曇性透
明部材は、表面に光触媒を含む親水性コーティングの
施された部材本体と、部材本体の側端から鏡板内に紫
外線を入射する紫外線ランプと、を具備することを特
徴とする。すなわち、本発明の対象は、鏡に限られず、
部材内を紫外線が伝播しうる透明部材全般に亘る。その
ような透明部材の例として、ガラス窓、ショウケースの
ガラス板、浴槽、キッチンのパネル、トイレの壁材、ト
イレの手すり、トイレの床シート等を挙げることができ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ説明す
る。図１は、本発明の１実施例に係る防曇性鏡の構成を
示す図である。（Ａ）は全体の斜視図、（Ｂ）は、ラン
プと鏡板の詳細を拡大して示す側面断面図である。

【００１２】この実施例の鏡板３には、その右側の端面
に沿って、細長い紫外線ランプ５が付設されている。紫
外線ランプ５は、紫外線蛍光塗料の塗布された蛍光灯や
冷陰極管、エキシマランプ等の無電極ランプ、あるい
は、メタルハライドランプ、蛍光灯等の方式のランプを
用いることができ、さらには太陽光を光ファイバーで透
明部材端面に導いて用いることもできる。つまり、光源
が端面になくても、他の場所の光源を光ファイバーで導
く形態でも可能である。紫外線ランプは、主に、３００
〜３７０nmの紫外線を発するものが好ましい。後述する
ように、本発明では紫外線ランプの出力がほぼ１００％
親水性コーティングの励起に活用されうるので、紫外線
ランプ５の必要出力は、標準的な０．２m²の鏡３につい
ては、紫外線強度が１０〜１００μW/cm² 必要であるか
ら、紫外線出力で０．０２〜０．２Ｗが必要となり、ラ
ンプ出力として０．１〜１Ｗ程度である。駆動電源に関
しては電池でも構わない。なお、間欠照射であっても光
触媒の性能（親水性のみならず、抗菌・防汚・脱臭機
能）は損なわれることはない。

【００１３】ランプ５の上下及び右側には、リフレクタ
ー３１が、ランプ５及び鏡板右端面３ａを囲むように設
けられている。このリフレクター３１は、アルミ製であ
り、ランプ３３から放射された紫外線を反射して、鏡板
３方向に向ける。なお、このリフレクター３１の材質は
アルミ製に限定されることはなく、紫外線の反射性を有
する素材であればよい。

【００１４】鏡板３の内部構造について図１（Ｂ）を参
照しつつ説明する。図１（Ｂ）は、図１の鏡の断面構造
を示す図である。鏡板３の断面構造は、裏面（図の上
側）から表に向かって、バックアップ樹脂層１１、銅膜
１３、銀膜１５、紫外線反射膜７、ガラス板２３、親水
性コーティング２５の６層構造となっている。銀膜１５
は、表からの光を反射する鏡面である。バックアップ樹
脂層１１は、銀膜１５を保護するものである。銅膜１３
は、銀膜１５の酸化防止と、樹脂層１１との密着性を向
上させるためのものである。ガラス板２３は鏡板の本体
である。これらのバックアップ樹脂層１１、銅膜１３、
銀膜１５及びガラス板２３は従来の鏡と同じである。な
お、鏡は上記実施例に限らず、ガラス層を有するもので
あればよい。

【００１５】鏡表面の親水性コーティング２５は光触媒
励起光（近紫外光）を受けると、そのフォトンエネルギ
ーによって価電子帯中の電子が伝導体に励起され伝導電
子が生成する。同時にその電子の空いたエネルギー準位
に正電荷の励起準位がつくられ、負（電子）と正（正
孔）の電荷を持ったエネルギーの高い状態がつくられ
る。それによって親水性物質から成る基材表面の極性が
増して、物理吸着水層が増加することにより親水性が実
現する。

【００１６】親水性コーティング２５は、実際には内側
のシリカガラス膜と外側の酸化チタン膜の二重構造であ
る。このシリカガラス膜の役割は次の通りである。親水
性は、光触媒による酸化分解の寄与よりも、光触媒によ
る部材表面への物理吸着水層の形成の寄与が大きい。そ
のため、シリカは、構造体中に水を蓄える性質を有する
（シリカゲルが乾燥剤に利用できるように）ので、物理
吸着水を、より安定に維持させる効果があると現在考え
ている。

【００１７】紫外線反射膜７は、より詳細には、裏面側
から、透明反射構造体１７、透明紫外線反射膜１９、透
明ペースト２１の三層構造からなる。これらの層はいず
れも可視光を透過する透明体である。

【００１８】鏡板３の右端面３ａから入射した紫外線３
５は、親水性コーティング２５の裏面や紫外線反射膜１
９の表面で反射して、鏡板３の内部を折り返しながら鏡
板３内を面に沿った方向に、すなわち鏡板の広がってい
る面に沿って進む。そして、図１（Ａ）に示されている
ように、鏡板３の左端面に貼られているアルミ製の反射
板に当って反射し、再び右方向に戻る。ここで、紫外線
反射膜１９が適当に波打っているため、反射光の鏡表面
に対する角度は適当に乱されることになる。

【００１９】なお、ガラス板２３から親水性コーティン
グ２５に当る光は、親水性コーティング２５内に入射
し、大部分が全反射する。

【００２０】図２は、本発明の他の１実施例に係る防曇
性鏡板の断面構造を示す断面図である。この鏡板では、
紫外線反射膜７′が、屈折率の異なる波板の組合せ構造
となっている。両透明樹脂４１、４３の貼り合わせ面
は、互いにピッタリと重なるような波打ち面である。両
透明樹脂４１、４３の他の面は平たい面である。

【００２１】本実施例では上述のように、鏡板の側端か
ら入射した紫外線を鏡板の面に沿った方向に偏りなく行
き渡らせることができる。したがって、鏡の外に出て無
駄となる紫外線はほとんどない。また、大出力化された
紫外線が鏡の前にいる人体にも照射されることも避けら
れるので、使用者の皮膚の健康上好ましい。さらに、鏡
表面に汚れが付着してしまった場合でも、紫外線を鏡の
側面から照射するので、汚れに紫外線が遮られてしまう
ことがなく光触媒まで紫外線が到達し、十分な効果を発
揮できる。

【００２２】以下、その他の実施例について説明する。
図４は、本発明の他の１実施例に係る防曇性鏡の模式的
斜視図である。防曇性鏡１０１の上端面には光源１０３
が設置されている。防曇性鏡１０１の断面構造は、裏か
ら順に、反射板１０５、導光板１０７、超親水性光触媒
膜１０９の積層構造となっている。防曇性鏡１０１を正
面から見ると、中央部が鏡部１１３、下辺及び両辺は間
接照明部１１１となっている。

【００２３】図５は、本発明の他の１実施例に係る防汚
浴槽の模式的斜視図である。浴槽１２１の上端の側縁に
は、細長い紫外線ランプ１２３が付設されている。浴槽
１２１の断面構造は、浴槽の外面から内面に向かって、
塩ビ板１２５、アクリル製導光板１２７、超親水性光触
媒膜１２９の積層構造となっている。紫外線ランプ１２
３からの光は導光板１２７内を、塩ビ板１２５と光触媒
膜１２９との間で反射しながら浴槽１２１全体に行き渡
る。この浴槽１２１では、光触媒作用により、喫水面の
防汚や冠水面のぬめり防止の効果が得られる。

【００２４】図６は、本発明の他の１実施例に係る防汚
バックパネルを有するユニットキッチンの模式的斜視図
である。図７は、図６のユニットキッチンの壁面に貼ら
れている防汚バックパネルの模式的斜視図である。この
ユニットキッチン１４１では、壁面の黒く塗られた部分
が防汚バックパネルの貼られている部分である。レンジ
フード１４３の下のレンジ１４７の側面１４５や、シン
ク１５１の正面１４９に防汚バックパネルが貼られてい
る。図７に示すように、防汚バックパネル１６１の上端
面には光源１６３が設置されている。防曇性鏡１６１の
断面構造は、裏から順に、反射板１６５、導光板１６
７、超親水性光触媒膜１６９の積層構造となっている。

【００２５】防汚バックパネル１６１の表面の光触媒膜
１６９の表面は次のような防汚性を発揮する。まず、表
面が超親水性で薄い水膜が存在し、この水膜が汚れ分子
をブロックする（壁面への直接付着を防止する）。ま
た、壁面を水拭きするだけで、水膜の表面に載っている
汚れが楽に落ちる。さらに、もし強固に油汚れなどが付
着した場合には、光触媒による酸化分解作用により汚れ
を分解する。

【００２６】防汚バックパネル１６１は、またランプに
可視光ランプを併用することで、面状の照明源ともな
る。この場合、台所空間にムラなく配光でき、隅々まで
明るく快適な台所を実現できる。親水性回復のための紫
外線照射は、拭き掃除後の短時間の照射で長期間パネル
の防汚性を保持することができる。また、紫外線照射を
深夜にだけ行ってもよい。

【００２７】図８は、本発明の他の１実施例に係る防汚
バックパネル等を有するトイレの模式的斜視図である。
図９は、図８のトイレの壁面に貼られている脱臭・抗菌
・防汚フィルムパネルの模式的斜視図である。図１０
は、図８のトイレの抗菌・防汚手すりの模式的斜視図で
ある。図１１は、図８のトイレの床に貼られている脱臭
・抗菌・防汚シートの模式的斜視図である。図１２は、
薄型ＥＬ光源の作動原理を説明するための図である。

【００２８】フィルムパネル１８３は、裏側から表側に
向かって順に、基板１８７、反射板１８９、フィルム状
導光板１９１、光触媒膜１９３の積層構造となってい
る。パネル１８３の導光板１９１の側縁には、薄型ＥＬ
光源１８６が同側縁に沿って設けられている。薄型ＥＬ
光源１８６は、図１２に示すように、背面電極２２３と
透明電極２２７の間に、蛍光体２２６を含んだ誘電体層
２２５を挟んだ構造である。両電極２２３、２２７間に
電源２２１から高電圧を印加することにより、誘電体２
２５より電子が放出され、この電子が蛍光体２２６に当
って紫外光を出す。この紫外光は、導光板１９１内を反
射板１８９と光触媒膜１９３との間で反射しながらパネ
ル１８３全体に行き渡る。

【００２９】抗菌・防汚手すり１８５は、図１０に示す
ように、光触媒膜付導光フィルム２０３及び、そのフィ
ルム側縁に配設された面発光ＥＬパネル２１０を有す
る。これらのフィルム、ＥＬパネルの構造・作用は、図
９のフィルムパネルと同様である。

【００３０】脱臭・抗菌・防汚シート１８９は、図１１
に示すように、塩ビシート２１３の表面に、光触媒膜付
フィルム２１１の積層されたものである。フィルム２１
１の側縁には、図示せぬ紫外線ランプが設けられてい
る。このシート１８９の構造・作用も図９のフィルムパ
ネルと同様である。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、紫外線が鏡及び透明部材以外には飛び出さな
いため、不必要な部分にまで拡散することがなく、光触
媒に作用させるための紫外線の利用効率を高めることが
でき、そのためランプも小さくてよい。また、大出力化
された紫外線が鏡や透明部材の前にいる人体に照射され
ることも避けられるので、使用者の皮膚の健康上好まし
い。さらに、鏡や部材の表面に汚れが付着してしまった
場合でも、紫外線を側面等から照射するので、汚れに紫
外線が遮られてしまうことがなく光触媒まで紫外線が到
達し、十分な効果を発揮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係る防曇性鏡の構成を示す
図である。（Ａ）は全体の斜視図、（Ｂ）は、ランプと
鏡板の詳細を拡大して示す側面断面図である。

【図２】本発明の他の１実施例に係る防曇性鏡板の断面
構造を示す図である。

【図３】防曇性鏡に紫外線を当てる方式として最もオー
ソドックスな方式である。

【図４】本発明の他の１実施例に係る防曇性鏡の模式的
斜視図である。

【図５】本発明の他の１実施例に係る防汚浴槽の模式的
斜視図である。

【図６】本発明の他の１実施例に係る防汚バックパネル
を有するユニットキッチンの模式的斜視図である。

【図７】図６のユニットキッチンの壁面に貼られている
防汚バックパネルの模式的斜視図である。

【図８】本発明の他の１実施例に係る防汚バックパネル
等を有するトイレの模式的斜視図である。

【図９】図８のトイレの壁面に貼られている脱臭・抗菌
・防汚フィルムパネルの模式的斜視図である。

【図１０】図８のトイレの抗菌・防汚手すりの模式的斜
視図である。

【図１１】図８のトイレの床に貼られている脱臭・抗菌
・防汚シートの模式的斜視図である。

【図１２】薄型ＥＬ光源の作動原理を説明するための図
である。

【符号の説明】

１防曇性鏡３鏡板５紫外線ランプ６駆動電源７紫外線反射膜９紫外線反射板１１樹脂膜１３銅膜１５銀膜１７透明反射構
造体１９透明紫外線反射膜２１透明ペース
ト２３ガラス板２５親水性コー
ティング３１リフレクター３３ランプ３５紫外線４１透明樹脂４３透明樹脂

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に光触媒を有する透明部材本体と、
紫外線光源とを具備し；透明部材本体の光触媒を含む層
に紫外線光源からの紫外線を、透明部材側から照射する
ことを特徴とする表面に光触媒を含む層を有する透明部
材。
【請求項２】表面に光触媒を含む層を有する透明部材
本体と、部材本体の側端から部材本体内に紫外線を入射する紫外
線光源と、を具備することを特徴とする表面に光触媒を含む層を有
する透明部材。
【請求項３】上記部材本体内に、入射した紫外線を部
材本体の面に沿った方向に進行するように反射する紫外
線反射膜が設けられていることを特徴とする請求項２記
載の表面に光触媒を含む層を有する透明部材。
【請求項４】表面に光触媒を含む層を有する鏡板と、
鏡板の側端から鏡板内に紫外線を入射する紫外線光源
と、を具備することを特徴とする表面に光触媒を含む層を有
する鏡。
【請求項５】上記鏡板内に、入射した紫外線を鏡板の
面に沿った方向に進行するように反射する紫外線反射膜
が設けられていることを特徴とする請求項４記載の表面
に光触媒を含む層を有する鏡。