JPH1071322A

JPH1071322A - 光触媒反応ファイバ及び光触媒反応装置

Info

Publication number: JPH1071322A
Application number: JP8230092A
Authority: JP
Inventors: Yukio Yoshida; 吉田　　幸生
Original assignee: SEIWA DENKI KK; Seiwa Electric Mfg Co Ltd
Current assignee: SEIWA DENKI KK; Seiwa Electric Mfg Co Ltd
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 1998-03-17

Abstract

(57)【要約】【課題】脱臭、殺菌あるいは浄化などの機能をもつ、
新規の光触媒反応ファイバとこのファイバを用いた装置
を提供する。【解決手段】コア材とクラッド材からなる光ファイバ
で、一端に入射した光を伝送してファイバ側面から光を
出射する構造のファイバ１ａの表面に、酸化チタン等の
光触媒を付着して、そのファイバ表面の光触媒にファイ
バ自体からの出射光を直接照射して励起するように構成
している。そして、このような構造の光触媒反応ファイ
バ１の端面に励起光を照射する励起光源２を設けて、脱
臭、滅菌、浄化等を行う装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、脱臭、殺菌あるい
は浄化などの機能をもつ光触媒反応ファイバとそのファ
イバを用いた装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】酸化チタン (ＴｉＯ₂)等の半導体光触媒
（以下、光触媒と称する）に紫外光を照射すると、その
光触媒が励起され強い酸化還元反応が起こって、周辺の
汚染物質を分解したり、菌を滅菌する等の効果があるこ
とが知られている（例えば実公平２−４０９８６号公報
参照）。

【０００３】このような光触媒反応を利用して、大気・
水の浄化、脱臭あるいは殺菌などを行うものとして、従
来、蛍光ランプの表面に光触媒をコーティングしたも
の、また、反応物質との接触効率（反応効率）を高める
ために活性炭等の多孔質体、凹凸を設けた板、あるいは
ガラス繊維や不織布等に光触媒を付着させたものなどが
挙げられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、蛍光ランプ
の表面に光触媒をコーティングしたものでは、ランプ形
状によって光触媒の配置が一義的に決まってしまうた
め、反応面を自由な形状にすることができない点や反応
面積を大きくできない点、さらに蛍光ランプ表面に光触
媒をコーティングしてあるため、励起光源自体を反応物
質と直接接触させる必要がある等の理由から、使用可能
な条件が制限されるという欠点がある。またコンパクト
化も難しいという問題もある。

【０００５】一方、多孔質体や繊維などに光触媒を付着
させたものでは、光触媒への励起光の照射効率の面での
問題がある。すなわち、光触媒を励起する光を出射する
光源は、一般に光触媒が付着された物質とはある距離を
おいて設置されることから、反応物質が光を透過し難い
物質、例えば汚泥、汚水、有色ガス等である場合、光触
媒反応の効率が低下するという問題がある。

【０００６】さらに、多孔質体や繊維などに光触媒を付
着させたものでは、光照射面の裏側や側面には励起光を
照射するのは困難であり、またこれらを複数個並べた
り、湾曲させる場合、励起光が遮光されないように光源
の位置と数を考慮する必要がある。

【０００７】ここで、光触媒反応を利用した装置の一つ
として、現在、フィルタに光触媒を付着させた脱臭装置
が実用化されているが、この装置の場合も、フィルタに
吸着される物質に離れた位置の励起光源から光を照射す
る必要があるため、上記と同様に励起光の照射効率の面
での問題がある。また、光源を装置内に配置する必要が
あることから装置全体が大掛かりになるといった問題も
ある。なおこの点を解消するため、装置外部に励起光源
を配置し、その出射光を光ファイバを介して光触媒に照
射する方法も採られているが、この場合でも光照射効率
の問題が残る。

【０００８】本発明はそのような実情に鑑みてなされた
もので、脱臭、殺菌あるいは浄化などの機能をもつ、新
規の光触媒反応ファイバとこのファイバを用いた装置を
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】本発明の光触媒反応ファ
イバは、コア材とクラッド材からなる光ファイバで、一
端に入射した光を伝送してファイバ側面から光を出射す
る構造のファイバの表面に、酸化チタン等の光触媒が着
けられていることによって特徴づけられる。

【００１０】そして、このような構造の光触媒反応ファ
イバにおいて、ファイバ端面に光が入射すると、その光
がファイバ側面（及び他端面）から出射してファイバ表
面の光触媒に直接照射されるので、光の損失が少なくて
光触媒への光の照射効率が高くなる。

【００１１】ここで、本発明の光触媒反応ファイバは、
上記したように、ファイバ自体から光触媒に励起光が直
接照射されるので、処理対象が汚泥、汚水、有色ガス等
の光を通し難い反応物質であっても、それら反応物質と
の光触媒反応の効率が高くなる。また、光ファイバは一
般に柔軟性に優れていることから、例えば反応物質が狭
所、曲折形状などのケースに収容されている場合であっ
ても、そのケース内に光触媒を挿入配置することができ
る。

【００１２】本発明の光触媒反応装置は、図１に例示す
るように、上記した構造の光触媒反応ファイバ１と、そ
の一端に励起光（紫外光）を照射する光源２を備えてい
ることによって特徴づけられる。

【００１３】なお、本発明の光触媒反応装置に用いる光
触媒反応ファイバの本数は、１本であってもよいし複数
本であってよい。複数本の光触媒反応ファイバを用いる
場合、図３に例示するように、複数本の光触媒反応ファ
イバ１・・１を互いに絡め合わせた形態、あるいは図４に
例示するように、複数本のファイバ１・・１を束ねるとい
った形態を採ってもよい。さらに、図５に例示するよう
に、複数本の光触媒反応ファイバ１・・１を網状に配置し
たり、あるいは図６に例示するようにファイバ１・・１を
壁面等の平面上に配列しておいてもよい。

【００１４】ここで、本発明に用いる光触媒としては、
例えば酸化チタン単体、酸化チタンにアルカリ金属等の
酸化物または水酸化物等を混合した混合化合物、４チタ
ン酸カリウム、６チタン酸カリウム等の複合金属化合
物、及び、酸化チタンと同様な光触媒反応を示す酸化亜
鉛、その酸化亜鉛の混合・複合金属化合物等が挙げられ
る。

【００１５】また、本発明の照明器具に用いる光源とし
ては、波長４００ｎｍ以下の紫外線を放射するものであ
ればよく、例えばハロゲンランプ、キセノンランプ、メ
タルハライドランプ、殺菌ランプ、低圧・高圧水銀ラン
プ、ブラックライト、高圧ナトリウムランプ等が挙げら
れる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態の構造
を模式的に示す図、図２はその実施の形態に用いる光触
媒反応ファイバの縦断面形状を模式的に示す図である。

【００１７】まず、この実施の形態に用いるファイバ１
ａは、樹脂またはガラス製のコア材ＣR とクラッド材Ｃ
L からなり、ファイバの一端に入射した光を他端まで導
いてその他端面及びファイバ側面から光を出射する構造
の光ファイバである。

【００１８】なお、このようにファイバ側面からも光を
出射する構造の光ファイバは、コア材とクラッド材との
屈折率比を適当に選定したもので、その具体的な例はこ
こでは挙げないが、現状で製品として存在している。

【００１９】そして、この実施の形態では、以上の構造
の光ファイバ１ａの表面（出射端面及び側面）に、光触
媒である酸化チタンの粉末を、例えばディップコーティ
ング（ゾル−ゲル法）等によりコーティングし、全体と
して光触媒反応ファイバ１を構成したところに特徴があ
り、その光触媒反応ファイバ１の一端に光を照射する励
起光源２として、ハロゲンランプ等、波長４００ｎｍ以
下の紫外線を放射するものを適用している。

【００２０】なお、酸化チタンのコーティング膜ＴF の
膜厚は０．２μｍ〜２μｍ程度とする。次に、複数本の
光触媒反応ファイバ１・・１を用いた装置の構成例を、以
下、図３〜図７を参照しつつ説明する。

【００２１】まず、図３に示すものは、脱臭・滅菌用フ
ィルタを構成した例で、一端に反応物質の入口１１ａを
他端に出口１１ｂを設けた筒状の容器１１の内部に、多
数の光触媒反応ファイバ１・・１を収容するとともに、そ
れら光触媒反応ファイバ１・・１を互いに絡め合わせた状
態で配置しており、その各光触媒反応ファイバ１・・１の
各端面に、容器１１の側方に配置した励起光源１２から
光を照射するように構成している。

【００２２】このように多数の光触媒反応ファイバ１・・
１を互いに絡ませて配置することで、各ファイバ１・・１
間に形成される流路が複雑となり、そのファイバ表面１
の酸化チタン膜（光触媒）と汚染物質との接触効率が高
くなる結果、脱臭・殺菌効果を更に高めることができ
る。

【００２３】また、そのような形態に代えて、図４に例
示するように多数の光触媒反応ファイバ１・・１を束ねた
り、あるいは図５に例示するように光触媒反応ファイバ
１・・１を網状に配置して脱臭・滅菌用フィルタを構成し
ても、先と同様な効果を得ることができる。

【００２４】一方、図６の装置は、光触媒反応ファイバ
１を室内の脱臭・殺菌等に利用したもので、複数本の光
触媒反応ファイバ１・・１を室内の壁面上に１列に配列し
た例を示している。この例の場合、室内の脱臭・滅菌等
の効果に加えて、励起光源（図示せず）の発光色やファ
イバ１の配置（例えば図形・文字的な配置）などを工夫
することにより、室内のインテリアを演出することも可
能となる。

【００２５】また、室内の脱臭・殺菌等に利用する場
合、例えば図７に示すように、複数本の光触媒反応ファ
イバ１・・１を適当にアレンジしてフラワーアート的な装
飾品Ｄを構成したり、あるいはシャンデリア等の照明装
置を構成する等、様々な利用法が考えられる。

【００２６】なお、以上の実施の形態では、光触媒反応
ファイバ１の一端に励起光を入射させているが、ファイ
バの両端から励起光を入射させる形態を採ってもよい。
また、本発明において複数本の光触媒反応ファイバ１を
用いて装置を構成する場合、その各光触媒反応ファイバ
１のそれぞれに励起光源を配置してもよいし、あるい
は、それら全ての光触媒反応ファイバ１・・１に対し、１
個または所定個数の励起光源を配置してもよい。

【００２７】ここで、本発明は、上記した脱臭・滅菌用
フィルタや室内の脱臭・滅菌装置のほか、例えば汚泥、
汚水、有色ガス等の液体・気体の浄化装置、さらに大気
汚染、池・湖や海洋汚染の防止装置などの各種分野に利
用することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光触媒反
応ファイバを用いた脱臭・殺菌・浄化等の装置によれ
ば、光源部が反応物質と直接接触しないので、例えば引
火性ガスや液体などの処理にも適用可能で、また光触媒
を自由な形状に配置することができることから、使用で
きる条件が従来に比べて大幅に広がる。しかも、光触媒
にファイバから光が直接照射されるので、例えば汚泥、
汚水、有色ガス等の光を透過し難い反応物質の処理を行
うにあたり、それら物質との光触媒反応の効率が従来に
比べて大幅に向上し、より高い効果を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の構造を模式的に示す図

【図２】その実施の形態に用いる光触媒反応ファイバの
縦断面形状を模式的に示す図

【図３】本発明の光触媒反応ファイバを用いてフィルタ
を構成した例を示す図

【図４】そのフィルタの変形例を示す図

【図５】同じく変形例を示す図

【図６】本発明の光触媒反応ファイバを用いた装置の他
の構成例を示す図

【図７】本発明の光触媒反応ファイバを用いた装置の更
に別の構成例を示す図

【符号の説明】

１光触媒反応ファイバ１ａ光ファイバＣR コア材ＣL クラッド材ＴF 酸化チタン膜（光触媒）２励起光源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０２Ｂ 6/02 Ｇ０２Ｂ 6/02 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コア材とクラッド材からなる光ファイバ
で、一端に入射した光を伝送してファイバ側面から光を
出射する構造のファイバの表面に、半導体光触媒が着け
られていることを特徴とする光触媒反応ファイバ。
【請求項２】上記光触媒反応ファイバと、そのファイ
バ端面に光を照射する光源を備えてなる光触媒反応装
置。
【請求項３】上記光触媒反応ファイバが複数本設けら
れ、その各ファイバの各端面に光を照射する１個または
複数個の光源を備えていることを特徴とする請求項２に
記載の光触媒反応装置。
【請求項４】請求項３に記載の装置において、複数本
の光触媒反応ファイバが互いに絡み合っていることを特
徴とする光触媒反応装置。
【請求項５】請求項３に記載の装置において、複数本
の光触媒反応ファイバが束ねられていることを特徴とす
る光触媒反応装置。
【請求項６】請求項３に記載の装置において、複数本
の光触媒反応ファイバが網状に配置されていることを特
徴とする光触媒反応装置。
【請求項７】請求項３に記載の装置において、複数本
の光触媒反応ファイバが平面上に配置されていることを
特徴とする光触媒反応装置。