JPH11290698A - 光触媒膜コーティング方法、当該方法によりコーティングされた光触媒膜並びに当該方法により光触媒膜がコーティングされた光透過性基材及びこの光透過性基材を用いた照明装置 - Google Patents

光触媒膜コーティング方法、当該方法によりコーティングされた光触媒膜並びに当該方法により光触媒膜がコーティングされた光透過性基材及びこの光透過性基材を用いた照明装置

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JPH11290698A
JPH11290698A JP10122955A JP12295598A JPH11290698A JP H11290698 A JPH11290698 A JP H11290698A JP 10122955 A JP10122955 A JP 10122955A JP 12295598 A JP12295598 A JP 12295598A JP H11290698 A JPH11290698 A JP H11290698A
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photocatalyst
light
film
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coating film
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Kenji Matsuno
研二 松野
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Seiwa Electric Mfg Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光触媒膜を形成する光触媒粒子の露出表面積
を多くすることにより、光触媒活性を実質的に向上させ
る。 【解決手段】 例えばガラス板やプラスチック板などの
光透過性を有する基材51の表面に、酸化チタン等の光
触媒と酸化ケイ素を含有するバインダー110を含むコ
ーティング膜530を、常法に従って作製する(図2
(a))。次に、当該コーティング膜530に、水酸化
ナトリウム水溶液などによるアルカリ処理及び/又はフ
ッ化水素酸などによる酸処理を施し、基材51上に光触
媒膜100を形成し、本発明に係るカバー材(光透過性
基材)50を作製する(図2(b))。アルカリ処理及
び/又は酸処理により、バインダー110中の酸化ケイ
素が溶出除去され、酸化チタン粒子101の露出表面積
が増大し、光触媒の活性が実質的に向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒膜コーティ
ング方法、当該方法によりコーティングされた光触媒膜
並びに当該方法により光触媒膜がコーティングされた光
透過性基材及び照明装置に関する。具体的には、トンネ
ル内の照明に使用される照明装置や表示ランプのカバー
等として用いられる光透過性基材の表面に、光触媒膜を
コーティングする方法及び当該コーティング方法により
光触媒膜がコーティングされた光透過性基材や、この光
透過性基材を用いた照明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】トンネル内の照明に使用される照明装置
としては、図5に示すような箱形のものが多用されてい
る。この照明装置500は、偏平な箱体に形成され、内
部にランプを始めとする各種の照明用機材が収納される
本体510と、本体510の正面開口部を塞ぐカバー部
520とを具備する。カバー部520は本体510と同
様な箱体であり カバー枠521に設けられた開口部に
ガラス板522を嵌め込んだ構造になっている。
【0003】このような照明装置500は、絶えず、汚
れた空気や風雨にさらされており、ガラス板522が汚
れることにより、照明装置500の光度が低下する。こ
の光度低下を防止するため、図6に示すようにガラス板
522の表面に、紫外線が照射されることにより、汚れ
の原因となる物質の分解反応を促進する触媒である酸化
チタン等の光触媒からなるコーティング膜530が形成
されている。
【0004】当該コーティング膜530は、通常、光触
媒である酸化チタンの粒子を酸化ケイ素などを含有する
バインダーと混合してバインダー中に均一に分散させ、
例えば、ディップ法や印刷、スプレー、スピンコーティ
ングなどの方法により、ガラス板522中の表面に被膜
を形成することにより作製される。
【0005】しかしながら、この方法によれば、酸化チ
タンの粒子表面にバインダーが付着するため、酸化チタ
ン微粒子の露出表面積が実質的に低下し、酸化チタンの
活性が低下する。このため、光触媒の能力を充分に活か
せず、照明装置500の光度低下を充分に防ぐことがで
きなかった。
【0006】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、光触媒膜を形成する光触媒粒子の露出
表面積を多くすることにより、光触媒活性を実質的に向
上させることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光触媒膜コ
ーティング方法は、光触媒粒子と酸化ケイ素含有バイン
ダーを含むコーティング膜を形成した後、当該コーティ
ング膜をアルカリ処理又は/及び酸処理して、光触媒膜
を形成することを特徴としている。
【0008】また、本発明に係る光触媒膜は、基板上に
形成された光触媒膜であって、光触媒粒子と酸化ケイ素
含有バインダーを含むコーティング膜に、アルカリ処理
又は/及び酸処理が施されたことを特徴としている。
【0009】さらに、本発明に係る光透過性基材は、前
記光触媒膜は、光透過性基材上に形成した光触媒粒子と
酸化ケイ素含有バインダーを含むコーティング膜に、ア
ルカリ処理又は/及び酸処理が施されたことを特徴とし
ている。
【0010】本発明において用いられる基材としては、
光触媒膜をコーティング可能なものであれば特に限定さ
れるものではなく、ガラスやセラミック、金属、樹脂な
ど各種材料からなるものが用いられる。また、その形態
も限定されるものではなく、その表面に光触媒膜をコー
ティング可能であれば、例えば、平面的なものや直方
体、立方体、球体のような各種立体状のものなどを問う
ものでもない。特に、光触媒膜による触媒作用で基材表
面に付着した汚れを光分解させるため、光触媒膜の表面
からのみならず、裏面側からも光が照射されるよう、光
透過性を有する基材を用いるのが好都合である。
【0011】本発明において光触媒とは、光のエネルギ
ーにより反応ポテンシャルを低下させ、酸化反応、還元
反応など各種の化学反応を促進する触媒を意味するもの
とし、広く紫外線等の光を照射することにより、汚れの
原因となる物質の分解反応を促進する触媒であれば特に
限定されるものではない。しかし、LEDランプや表示
装置あるいは各種の照明装置等においては、発光素子な
どの光源から出射された光が外部に出射される必要があ
るために光透過性の良好な材料が選択され、光透過性の
高い光触媒膜を形成できる点で、特に酸化チタンを用い
るのが好ましい。
【0012】本発明に係る光触媒膜コーティング方法に
おいては、まず、酸化チタンと酸化ケイ素含有バインダ
ーと含むコーティング膜を形成する。当該コーティング
膜は常法により形成することができるが、用いられるバ
インダーとしては、基材表面、特にガラス表面にコーテ
ィング膜を形成すると共に、後にアルカリ処理及び/又
は酸処理を施してバインダー中の成分を溶解除去する観
点から、酸化ケイ素を含有していることが必要となる。
【0013】次に、当該コーティング膜にアルカリ処理
及び/又は酸処理を施し、光触媒膜を得る。当該アルカ
リ処理としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム、アンモニア等の各アルカリ水溶液から選ばれた
何れか1種若しくは2種以上を用いることができる。ま
た、酸処理としては、例えば、フッ化水素酸、熱濃硫
酸、王水、有機酸等の酸から選ばれた何れか1種若しく
は2種以上を用いることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る光触媒膜が
コーティングされたカバー材(光透過性基材)を用いた
照明装置を示す図であって、同図(a)はその斜視図、
同図(b)はその概略断面図、図2は、本発明に係る光
触媒膜コーティング方法の説明図、図3は、本発明に係
る光触媒膜がコーティングされたカバー材を用いたLE
Dランプの概略構造図である。
【0015】図1に示す照明装置10は、トンネル内に
設置される照明装置を示すものであって、ほぼ従来例と
ほぼ同様な構造をしており、長方形の偏平な箱体からな
る本体20と、本体20の開口部を塞ぐために本体20
に装着されるカバー部30とを具備する。本体20内に
は、ナトリウムランプや水銀ランプなどの光源21や安
定器22、調光器23等の各種照明用機材が納められ、
トンネル内の壁面に埋設される。カバー部30は、正面
中央部に長方形の開口部を有するカバー枠31と、その
開口部を塞ぐ本発明に係るカバー材50とからなる。
【0016】カバー材50は、例えばガラス板やプラス
チック板などの光透過性を有する基材51から作製され
ており、図1(b)に示すように、カバー材50の表面
には、酸化チタンを含む光触媒膜100が形成されてい
る。
【0017】当該光触媒膜100は、次のようにして作
製される。まず、酸化チタンの粒子101を酸化ケイ素
含有バインダー110とを混合し、酸化チタンの粒子1
01を均一に分散させる。その後、図2(a)に示すよ
うに、ディップ法、印刷法、スプレー法、スピンコーテ
ィング法などにより常法に従って、基材51の表面に、
従来例と同様なコーティング膜530を形成する。
【0018】次に、コーティング膜530の表面にアル
カリ処理及び/又は酸処理を施し、酸化チタン粒子10
1の表面やその周囲に存在する酸化ケイ素を溶解除去す
る。当該アルカリ処理としては、例えば、水酸化ナトリ
ウムや水酸化カリウム、アンモニアなどの各強アルカリ
水溶液を用いることができる。また、酸処理としては、
例えば、フッ化水素酸や熱濃硫酸、王水などの各強酸水
溶液を用いることができる。このようなアルカリ処理及
び/又は酸処理を施すことにより、図2(b)に示すよ
うに、基材51上に本発明に係る光触媒膜100を得
る。このとき、酸化チタン粒子101の表面やその周囲
に存在するバインダー110、特にバインダー110中
の酸化ケイ素が溶出除去され、酸化チタン粒子101の
露出面積が増大される。この結果、ススなどの汚染物質
が直接酸化チタン粒子101と接触しやすくなり、汚染
物質の分解除去が促進される。
【0019】このように本発明にあっては、バインダー
110中に用いた酸化ケイ素をアルカリ処理及び/又は
酸処理によって、コーティング膜530形成後に溶解除
去するものである。従って、酸化ケイ素を除去できるも
のであれば、アルカリ処理又は酸処理に用いられる物質
として、上記に限られるものではない。
【0020】次に、図3に示すLEDランプ200は、
本発明に係るカバー材(光透過性基材)210の内部に
発光素子220が配置され、発光素子220と電気的に
接続された一対のリード230が素子基板240を通し
て外部に引き出されている。カバー材210は、ガラス
板やプラスチック板などの光透過性を有する基材211
の表面に、本発明に係る光触媒膜100が形成されてい
る。
【0021】このように本発明の光透過性基材は、LE
Dランプ200のカバー材50としても応用することが
できる。この結果、例えば図4に示すように、多数の当
該LEDランプ200を並べ、文字や図形を表示可能に
した表示装置300を作製することにより、非常に明る
く、しかも、長期間屋外に設置されていても照度の低下
を軽減することができる表示装置を提供できる。
【0022】なお、本発明にあっては、上記したよう
に、基材51としてガラス板や樹脂板などの光透過性基
材に限定されるものではなく、種々の基材に適用ができ
るものであり、また、照明装置以外にも幅広く応用でき
るのは言うまでもない。
【0023】
【実施例】次に、本発明の効果を確認すべく、本発明に
係る実施例である光透過性基材を作製した。
【0024】(実施例1)酸化チタン50重量%と酸化
ケイ素を50重量%を含有する厚さ400μmのコーテ
ィング膜をディップ法によりガラス上に形成した。次に
10%の水酸化カリウム水溶液中に前記コーティング膜
を形成したガラスを約10分浸し、その後、水で洗浄
し、実施例1の光透過性基材を得た。
【0025】上記実施例1で得られた光透過性基材及び
比較例の光透過性基材を用いて比較実験を行った。な
お、比較例には、実施例1と同様にしてコーティング膜
(表面処理を施していない。)を作製した光透過性基材
を用いた。
【0026】(比較試験)ディーゼルエンジン車からの
排気ガスを透過率が50%になるまで実施例1及び比較
例の光透過性基材に付着させ、付着させた面と逆面から
紫外線を照射したときの600nmでの光透過率変化を
観測した。なお、紫外線照射の光源としては、高圧水銀
灯を用いた。
【0027】
【発明の効果】本発明に係る光触媒膜は、光触媒粒子と
酸化ケイ素含有バインダーを含むコーティング膜を形成
した後、アルカリ処理又は/及び酸処理して得られるも
のであり、光触媒粒子表面や周囲の酸化ケイ素が溶出除
去され、光触媒膜中の光触媒粒子の露出表面積が増大す
る。このため、光触媒活性が実質上の向上し、照明装置
やLEDランプなどの照度低下を防ぐことができる。
【0028】上述した比較実験では、この光触媒膜がコ
ーティングされた光透過性基材の方が、表面処理を行っ
ていないもに比較して、2.0%〜22.6%も向上し
た。すなわち、光の透過率が向上したのである。従っ
て、この光透過性基材を用いた照明装置をトンネル等の
内部照明用に用いると、排気ガスによる汚れを低減さ
せ、照度の低下を防止するので、好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光触媒膜がコーティングされたカ
バー材(光透過性基材)を用いた照明装置を示す図であ
って、同図(a)はその正面図、同図(b)はその断面
図である。
【図2】(a)(b)は、本発明に係る光触媒膜コーテ
ィング方法を示す説明図である。
【図3】本発明に係る光触媒膜がコーティングされたカ
バー材を用いたLEDランプの概略構造図である。
【図4】同上のLEDランプを用いた表示装置を示す概
略構造図である。
【図5】従来例による光触媒膜がコーティングされた照
明装置の概略斜視図である。
【図6】同上の照明装置におけるカバー材の破断断面図
である。
【符号の説明】
10 本発明に係る光透過性基材を用いた照明装置 20 照明装置の本体 30 照明装置のカバー部 50 本発明に係るカバー材(光透過性基材) 100 本発明に係る光触媒膜 101 光触媒である酸化チタンの粒子 110 酸化ケイ素を含むバインダー 200 本発明に係る光透過性基材を用いたLEDラン
プ 300 LEDランプを多数用いた表示装置
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C03C 17/25 C03C 17/25 Z F21V 3/04 A F21V 3/04 B01D 53/36 J

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光触媒粒子と酸化ケイ素含有バインダー
    を含むコーティング膜を形成した後、当該コーティング
    膜をアルカリ処理又は/及び酸処理して、光触媒膜を形
    成することを特徴とする光触媒膜コーティング方法。
  2. 【請求項2】 前記アルカリ処理に、水酸化ナトリウ
    ム、水酸化カリウム、アンモニア等の各アルカリ水溶液
    から選ばれた何れか1種若しくは2種以上を用いること
    を特徴とする請求項1記載の光触媒膜コーティング方
    法。
  3. 【請求項3】 前記酸処理に、フッ化水素酸、熱濃硫
    酸、王水、有機酸等の酸から選ばれた何れか1種若しく
    は2種以上を用いることを特徴とする請求項1記載の光
    触媒膜コーティング方法。
  4. 【請求項4】 基材上に形成された光触媒膜であって、 光触媒粒子と酸化ケイ素含有バインダーを含むコーティ
    ング膜に、アルカリ処理又は/及び酸処理が施されたこ
    とを特徴とする光触媒膜。
  5. 【請求項5】 光触媒膜がコーティングされた光透過性
    基材であって、 前記光触媒膜は、光透過性を有する基材上に形成した光
    触媒粒子と酸化ケイ素含有バインダーを含むコーティン
    グ膜に、アルカリ処理又は/及び酸処理が施されたこと
    を特徴とする光透過性基材。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載された光透過性基材を介
    して紫外線を含んだ光を照射することを特徴とする照明
    装置。
JP10122955A 1998-04-15 1998-04-15 光触媒膜コーティング方法、当該方法によりコーティングされた光触媒膜並びに当該方法により光触媒膜がコーティングされた光透過性基材及びこの光透過性基材を用いた照明装置 Pending JPH11290698A (ja)

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