JPH1190237A - 光触媒体、光触媒体の製造方法、消臭装置および照明器具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】消臭および防汚の両方の能力がすぐれた光触媒
体、光触媒体の製造方法、消臭装置および照明器具を提
供する。 【解決手段】表面粗さが中心線平均粗さＲａで２０ｎｍ
以下、好ましくは０．１〜１０ｎｍの光触媒膜を基体の
表面に形成した。アナターゼ形酸化チタンを光触媒膜と
する。基体は、ガラス、セラミックス、陶器、石、金
属、木材などどのようなものでもよく、光触媒膜を製造
するには、たとえば１次粒径が１〜１００ｎｍ、２次粒
径が１０００ｎｍ以下の光触媒物質微粒子の分散液を用
意し、分散液を基体の表面に被着させ、乾燥後焼成して
基体に結着させる。得られた光触媒膜は、光触媒物質微
粒子の肌理細かさで凹凸した表面状態が得られるので、
表面積が非常に大きくなり、このため臭いガス分子は光
触媒膜の気孔を通過して内部に潜り込み速やかに分解さ
れる。汚染物質の粒子は大きくて潜り込めないので、汚
れ物質は光触媒膜の表面に接触して分解される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光触媒体、光触媒体
の製造方法、脱臭装置および照明器具に関する。

【０００２】

【従来の技術】消臭、防汚およびまたは抗菌を行うため
に、光触媒体を用いること知られている。

【０００３】たとえば、特開平７−２３２０８０号公報
には、脱臭、抗（殺）菌、防汚などの機能を発揮する多
機能材とその製造方法について記載されている。

【０００４】ここに記載されている多機能材は、基材表
面にバインダー層を介して光触媒層の上層部が外気と接
するようにバインダー層から露出され、下層部はバイン
ダー層内に埋設されている構造を備え、光触媒粒子とし
て平均粒径が３００ｎｍ未満のものを用いる旨記載され
ている。

【０００５】また、光触媒粒子の間隙に８０ｎｍ未満の
粒子を光触媒粒子同志を結合するために充填することが
好ましいと開示されている。

【０００６】図６は、従来の消臭作用に優れる光触媒体
の表面状態を示す電子顕微鏡拡大写真である。

【０００７】図は倍率約５０００倍で撮影したものであ
る。

【０００８】図において、１０１は基体、１０２は光触
媒膜、Ｂは両者の界面である。

【０００９】基体１０１は、軟質ガラス板からなり、断
面として表されている。

【００１０】光触媒膜１０２は、ＴｉＯ₂からなる。図
から明かなようにかなり荒れた表面として表れている。
そして、その表面粗さは中心線平均粗さＲａで約５０ｎ
ｍである。

【００１１】なお、従来の図６以外に得られる光触媒膜
の中心線平均粗さＲａは、いずれも約２５ないし５０ｎ
ｍ程度の範囲に入るものである。

【００１２】図７は、図６に示す光触媒体の光触媒効果
を測定した結果を示すグラフである。

【００１３】図において、横軸は時間（分）を、縦軸は
アセトアルデヒドの濃度（ｐｐｍ）を、それぞれ示す。

【００１４】この測定は、アセトアルデヒド（ＣＨ₃Ｃ
ＨＯ）を濃度５００ｐｐｍで充満した気密容器内に光触
媒体を収納して、光触媒膜に紫外線を含む光照射を行っ
た場合と、同じく行わなかった場合と、の時間に対する
気密容器内の残留アセトアルデヒドの濃度の変化をガス
クロマトグラフにより測定したものである。図中、曲線
Ａは光照射を行った場合、Ｂは行わなかった場合を、そ
れぞれ示す。

【００１５】光触媒作用については、曲線Ａにおいて、
放置後３０分で１７５ｐｐｍまでアセトアルデヒドの濃
度が低下した。

【００１６】これに対して、光照射しない場合には若干
のアセトアルデヒド濃度が減少したものの、殆どその濃
度は変わらなかった。

【００１７】次に、上記と同一条件で光触媒膜を形成し
てない他は同一仕様の基体のみを気密容器に収納してア
セトアルデヒド濃度を測定した結果を図８に示す。

【００１８】図８は、基体の吸着効果を測定した結果を
示すグラフである。

【００１９】図において、横軸および縦軸は図７と同一
である。

【００２０】曲線Ｃは光照射を行った場合、曲線Ｄは行
わなかった場合をそれぞれ示す。

【００２１】図から理解できるように、アセトアルデヒ
ド濃度は多少減少しているが、曲線ＣもＤも有意差は認
められない。

【００２２】さらに、図７の曲線Ｂとの比較においても
有意差は認められない。このことは、アセトアルデヒド
は気密容器および基体および光触媒膜に若干吸着したも
のと考えられ、曲線Ａにおいてのみ、光触媒作用が発揮
されたことが証明される。

【００２３】ところで、近年省エネルギーを目的とした
住宅の高気密化に伴い室内に揮発性有機化合物（ＶＯ
Ｃ）が蓄積されて、人体被害が問題化されだしている。
このＶＯＣは、主として新築の壁材や家具などから放出
されるホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）である。なお、ホ
ルムアルデヒドは、刺激臭のある無色の気体で、殺菌お
よび防腐剤などとして用いられている。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光触媒膜にはなお実用上解決し、またはさらに改善され
ることが望ましい問題がある。本発明者の調査によれ
ば、光触媒膜の消臭能力および防汚能力の関係について
は以下の問題のあることが分かった。

【００２５】すなわち、消臭能力の高い光触媒膜は、汚
れやすく、いったん付着した汚れは除去しにくい傾向が
ある。これは図６から理解できるように、光触媒膜の表
面が粗いために、汚染物質またはその分解後の残渣が光
触媒膜の表面に潜り込むために、拭いても除去できない
のである。

【００２６】これに対して、汚染防止効果を狙う光触媒
膜は、付着した汚れは水洗により簡単に落とせるが、消
臭能力が弱いという問題がある。

【００２７】そこで、消臭能力の高い光触媒膜を調査し
てみると、膜の表面が粗く、汚れが膜中に潜り込むこと
が分かった。

【００２８】また、汚染防止効果を狙う光触媒膜は、膜
の表面が平滑であり、消臭能力が弱いことが分かった。

【００２９】さらに、特開平７−２３２０８０号公報の
場合、基体と光触媒膜との間にバインダー層を介在させ
る必要があるため、工程数が多くなるとともに、光触媒
層の上層部を外気と接触するように露出させるが、下層
部をバインダー層に埋設する必要があるため、製造が難
しいという問題がある。

【００３０】一方、前述のホルムアルデヒドの問題に対
して、現在、壁材などの開発による解決が挑戦されてい
るが、価格面や既に建築された場合には適用ができない
などの問題がある。

【００３１】本発明は、消臭および防汚の両方の能力が
優れた光触媒体、光触媒体の製造方法、消臭装置および
照明器具を提供することを目的とする。

【００３２】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の光触媒
体は、基体と；基体の表面に形成された表面粗さが中心
線平均粗さで２０ｎｍ以下の光触媒膜と；を具備してい
ることを特徴としている。

【００３３】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。

【００３４】光触媒物質は、紫外線照射を受けて、その
光エネルギーを吸収すると、光触媒作用を呈する半導体
が電離して電子とホールが生成し、粒体の表面において
強い酸化力および還元力を呈する物質である。

【００３５】基体は、光触媒膜を担持するもので、元来
光触媒と異なる他の機能のために形成されるものである
ことを許容する。すなわち、基体は機能材であることを
許容する。

【００３６】機能材としては、たとえばタイル、窓ガラ
ス、天井パネルなどの建築材や、厨房用および衛生用の
器材、家電機器、照明用器材、消臭用または集塵用フィ
ルターなどさまざまな任意所望の部材を基体とすること
ができる。

【００３７】基体の材料としては、金属、ガラス、セラ
ミックス（磁器を含む。）、陶器、石材、合成樹脂およ
び木材などであることを許容する。

【００３８】光触媒物質としては、ＴｉＯ₂（アナター
ゼ形が効果的である。）、ＷＯ₃、ＬａＲｈＰ₃、ＦｅＴ
ｉＯ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｄＦｅ₂Ｏ₄、ＳｒＴｉＯ₃、ＣｄＳ
ｅ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＲｕＯ₂、ＺｎＯ、ＣｄＳ、Ｍ
ｏＳ₃、ＬａＲｈＯ₃、ＣｄＦｅＯ₃、Ｂｉ₂Ｏ₃、Ｍｏ
Ｓ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＣｄＯ、ＳｎＯ₂などがある。これらの
物質を１種または複数種を混合して用いることができ
る。

【００３９】なお、上記物質のうちＴｉＯ₂、ＷＯ₃、Ｓ
ｒＴｉＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｄＳ、ＭｏＳ₃、Ｂｉ₂Ｏ₃、Ｍ
ｏＳ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＣｄＯなどは等価電子帯のレドック
ス・ポテンシャルの絶対値が伝導帯のレドックス・ポテ
ンシャルの絶対値よりも大きいため、酸化力の方が還元
力よりも大きく、有機化合物の分解による消臭作用、防
汚作用または抗菌作用に優れている。

【００４０】また、原料コストの面においては、ＴｉＯ
₂、Ｆｅ₂Ｏ₃およびＺｎＯが優れている。

【００４１】光触媒物質を用いて光触媒膜を形成する場
合に、光触媒物質を直接焼成して焼結により基体に結着
させることができる。

【００４２】しかし、適当なバインダーを用いて基体と
光触媒物質との間を結合させることもできる。

【００４３】光触媒物質をバインダーを用いて光触媒膜
を形成する場合に、バインダーとしては、シリカ（Ｓｉ
Ｏ₂）、はんだガラス、釉薬、低融点金属および熱可塑
性合成樹脂などを用いることができる。

【００４４】本発明の最も特徴的な構成は、光触媒膜の
表面粗さである。この表面粗さは、日本工業規格 ＪＩ
Ｓ Ｂ ０６０１-1982「表面粗さの定義と表示」に規定
されている中心線平均粗さＲａによるものとする。

【００４５】そして、本発明において、中心線平均粗さ
Ｒａが２０ｎｍを超えると、汚染物質が潜り込みやすく
なるので、不可である。

【００４６】さらに、光触媒膜の中心線平均粗さを測定
するには、触針式表面粗さ測定器（ＪＩＳ Ｂ ０６５
１に規定されている。）によればよい。

【００４７】ところで、中心線平均粗さＲａが２０ｎｍ
以下の光触媒膜を形成する方法は問わないが、たとえば
平均１次粒径が１〜１００ｎｍで、かつ２次粒径が１０
００ｎｍ以下の光触媒粒子の分散液を作成して、その分
散液を基体に塗布し、乾燥後、焼成することにより得る
ことができる。

【００４８】なお、光触媒物質の微粒子を焼成により基
体に結着させる場合には、基体は焼成温度に耐えるもの
を用いる必要があるのはいうまでもない。

【００４９】そうして、本発明においては、光触媒膜の
表面粗さが中心線平均粗さで２０ｎｍ以下であるので、
光触媒物質の１次微粒子の肌理の細かさで凹凸した表面
状態が得られる。また、上記の凹凸は、光触媒膜の表面
に微小な多数の気孔を形成する。このため、光触媒膜の
表面積が非常に大きくなる。

【００５０】したがって、たとえばアセトアルデヒドの
ような分子半径の小さな臭いのガス分子は、光触媒膜の
表面の気孔を通過でき、速やかに分解される。

【００５１】また、本発明の光触媒体は、アセトアルデ
ヒドのみならずホルムアルデヒドの消臭すなわち分解に
対しても効果的である。

【００５２】これに対して、カーボンやたばこの脂のよ
うな粒子半径が１００ｎｍ以上の汚染物質は上記気孔に
潜り込むことができない。しかし、汚染物質は、光触媒
膜の表面に接触して酸化・還元作用により分解される。

【００５３】なお、光触媒膜の気孔半径をなるべく一定
に揃えるには、光触媒物質微粒子の粒度分布がなるべく
均一であるとともに、微粒子の形状が真球に近いものを
採用することが望ましい。

【００５４】また、光触媒物質の１次粒子が１〜１００
ｎｍであって、表面状態が緻密な膜として構成すること
で、可視透過率も向上する。

【００５５】請求項２の発明の光触媒体は、請求項１記
載の光触媒体において、表面平均粗さは、中心線平均粗
さＲａで０．１〜１０ｎｍであるあることを特徴として
いる。

【００５６】本発明は、好ましい効果の得られる範囲を
規定したものである。

【００５７】請求項３の発明の光触媒体は、請求項１ま
たは２記載の光触媒体において、光触媒膜は、主成分が
アナターゼ形酸化チタンであることを特徴としている。

【００５８】本発明は、アナターゼ形酸化チタンを主成
分として用いているので、光触媒物質を工業的に安価に
得ることができるとともに、十分効果的な光触媒作用が
得られる。

【００５９】請求項４の発明の光触媒体は、請求項１な
いし３のいずれか一記載の光触媒体において、光触媒膜
は、膜厚が１０〜３００ｎｍであることを特徴としてい
る。

【００６０】本発明は、効果的な光触媒膜の膜厚を規定
している。

【００６１】また、この膜厚によれば、十分な可視透過
率が得られるので、蛍光ランプ、照明器具などの光学応
用製品へ適用すると効果的である。

【００６２】請求項５の発明の光触媒体は、請求項１な
いし４のいずれか一記載の光触媒体において、基体は、
機能材であることを特徴としている。

【００６３】本発明において、機能材とは、それ自体が
元来光触媒膜とは別の目的のための機能が付与された器
材をいう。

【００６４】たとえば、建築材、衛生用機器、厨房用機
器、機器用フィルター、家電機器、照明用器材などが該
当する。

【００６５】建築材としては、タイル、床材、窓材、壁
材等である。

【００６６】衛生用機器としては、洗面台、浴槽、大・
小便器などである。

【００６７】厨房用機器としては、流し、調理台、食器
戸棚などである。

【００６８】機器用フィルターとしては、空気清浄器用
フィルター、風呂用循環器用フィルター、空気調和装置
用フィルター、暖房器用フィルター、消臭器用フィルタ
ーなどである。

【００６９】家電機器としては、冷蔵庫、洗濯機、電子
レンジ、皿洗い器、コーヒーメーカー、電気掃除機など
である。

【００７０】照明用器材としては、ランプたとえば蛍光
ランプ、照明器具用セード・グローブ、透光性カバー、
シャンデリア用ようらく、反射板、ソケットなどであ
る。

【００７１】そうして、発明においては、機能材を基体
として光触媒膜を形成しているので、これらの使用中に
光触媒膜が光照射を受けて活性化して消臭、防汚、抗菌
などの作用を併せて行うので、生活空間の衛生向上、清
掃容易化などの効果を奏する。

【００７２】請求項６の発明の光触媒体の製造方法は、
１次粒径が１〜１００ｎｍ、２次粒径が１０００ｎｍ以
下の分布を備えた光触媒物質微粒子を含む分散液を用意
する工程と；基体に分散液を被着させる工程と；基体に
被着された分散液を乾燥させる工程と；基体に被着され
た光触媒物質微粒子を焼成して基体に結着させて光触媒
膜を形成する工程と；を具備していることを特徴として
いる。

【００７３】本発明は、請求項１ないし５の光触媒膜を
製造するのに最適な製造方法を規定している。

【００７４】本発明は、光触媒物質を焼結により基体に
結着させる場合に好適である。そして、焼成温度を６０
０℃程度にすればバインダーを混合することなしに光触
媒物質微粒子を焼結によって基体に結着させることがで
きる。

【００７５】しかし、本発明において、要すれば適度の
バインダーを用いることを許容するものである。

【００７６】また、本発明を実施するに当たり、さらに
効果的にするには、光触媒物質微粒子の粒径をなるべく
均一に分布させるとともに、光触媒物質の微粒子の形状
を真球に近いものにすることである。

【００７７】請求項７の発明の消臭装置は、消臭装置本
体と；消臭装置本体内の通気路中に配設された請求項１
ないし５のいずれか一記載の光触媒体と；光触媒体に光
照射して活性化させるランプと；を具備していることを
特徴としている。

【００７８】本発明の実施に当たり、光触媒膜をフィル
ターに形成することができる。すなわち、流体通流孔隙
を有するフィルターを基体として基体の表面に光触媒膜
を形成すると、構造が簡単になる。

【００７９】この場合には、フィルターを流通する空気
がなるべく広い面積の光触媒体に接触しながら通流する
ので、消臭効果を高めることができる。また、殺菌効果
を奏することもできる。

【００８０】しかし、フィルターと光触媒体とを別体に
して消臭装置を構成することができる。すなわち、光触
媒体をフィルターとは別にして通気路中に配設して、流
動空気が光触媒体に接触するようにすればよい。

【００８１】また、本発明は、消臭装置を単体として使
用する他に、機器に内蔵させることもできる。たとえ
ば、冷蔵庫、空気調和装置、冷房装置、暖房装置、空気
清浄装置、加湿器、除湿器などに内蔵した消臭機能を消
臭装置として扱うものとする。

【００８２】請求項８の発明の照明器具は、照明器具本
体と；照明器具本体に支持されて波長４００ｎｍ以下を
含む発光をするランプと；照明器具本体およびまたはラ
ンプに支持されランプの発光の照射を受けて活性化され
る請求項１ないし５のいずれか一記載の光触媒体と；を
具備していることを特徴としている。

【００８３】本発明の照明器具は、特に高気密の屋内に
おいて問題になっているＶＯＣを分解できるという顕著
な作用を奏するから、室内用に好適であるが、汚れ物質
分解作用をも合わせ持つから、屋外用の照明器具にも適
応する。また、いずれの場合も家庭用および業務用（施
設用）を問わない。

【００８４】照明器具本体とは、照明器具からランプを
除外した残余の部分を意味する。ところで、照明器具
は、屋内用、屋外用の区別および家庭用、業務用の区別
さらには意匠設計によって様々な構造および形状をさい
ようすることは周知のことであるが、これに伴って反射
板、透光カバー、ルーバー、セードおよびグローブなど
の制光手段を適宜選択して用いるから、反射板の有無、
透光カバーの有無など制光部材の構成について、照明器
具本体が備えているかは問わない。

【００８５】ただし、照明器具本体は、ランプを支持す
る部分、電源を接続する部分および照明器具を取り付け
る部分などをほぼ共通的に備えている。

【００８６】波長４００ｎｍ以下を含む発光をするラン
プとは、蛍光ランプ、白熱電球、水銀ランプ、高圧ナト
リウムランプなどの主として可視光を利用するためのラ
ンプはもちろん、ブラックライト、ケミカルランプ、殺
菌ランプのように主として紫外線を利用する照明に用い
る紫外線ランプを含む。ランプの放射するわずかな紫外
線で光触媒膜は活性化されるので、紫外線の放射量が少
ないランプでもよい。

【００８７】光触媒膜は、照明器具本体の紫外線の照射
を受けることができれば、どのような位置および部材に
担持させてもよい。たとえば、反射板、透光カバーなど
に光触媒膜を形成することができる。また、ランプに直
接光触媒膜を形成することもできる。さらに、ランプお
よび照明器具本体のいずれにも光触媒膜を形成してもよ
い。

【００８８】さらにまた、空間に浮遊する臭い物質およ
び汚れ物質が光触媒膜に接触する機会を増加するため
に、必要に応じてファンなどの空気攪はん手段を照明器
具本体に付設することができる。

【００８９】そうして、本発明においては、ランプによ
って照明を行いながら光触媒膜を光照射により活性化す
るので、脱臭および汚れ物質の分解を行って環境を改善
する照明器具を提供する。

【００９０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００９１】図１は、本発明の光触媒体の第１の実施形
態を示す概念的要部拡大断面図である。

【００９２】図において、１は基体、２は光触媒膜、３
は汚染物質粒子である。

【００９３】基体１は、ガラスから構成されている。

【００９４】光触媒膜２は、平均１次粒子径が１〜１０
０ｎｍで、２次粒子径が１０００ｎｍ以下のアナターゼ
形酸化チタンの微粒子が焼結により基体１上に結着され
ている。この光触媒膜２の特徴は、光触媒物質微粒子の
粒径が均一であるとともに、形状が真球に近いこともあ
って表面の気孔が小さいことである。

【００９５】したがって、消臭の対象となるガス分子の
半径は、たとえばアセトアルデヒド（ＣＨ₃ＣＨＯ）の
場合であっても理論値で０．４ｎｍ以下であるから、光
触媒膜２の表面の小さな気孔を通過して内部に潜り込み
光触媒膜２による酸化または還元作用によって分解され
て速やかに消臭される。

【００９６】これに対して、汚染物質は、たとえばカー
ボンなどの自動車の排気ガスの場合、粒子半径が１００
ｎｍ以上であるから、光触媒膜２の気孔に潜り込むこと
ができないで、表面に接触するだけであるが、光触媒膜
２による酸化・還元作用を受けて分解される。そして、
汚染物質の分解によって生じた残渣は、やはりまだ粒子
半径が大きすぎて光触媒膜２の気孔の中に潜り込むこと
はないから、拭き取り、または水洗によって、これを容
易に除去することができる。

【００９７】図２は、本発明の光触媒体の第１の実施形
態における表面状態を示す電子顕微鏡写真である。

【００９８】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【００９９】図２は、図６と同一の撮影条件の下におい
て倍率約５０００倍で撮影したものである。

【０１００】したがって、基体１は断面として表されて
おり、光触媒膜２は表面として表されている。

【０１０１】図の光触媒体は、１次粒径が１〜１００ｎ
ｍ、２次粒径が１０００ｎｍ以下のアナターゼ形酸化チ
タンを含む分散液を軟質ガラスからなる基体の表面に被
着させ、乾燥後６００℃で焼成して得たものである。

【０１０２】本実施形態の光触媒膜２は、図６との対比
からも明かなように、光触媒微粒子の肌理細かさで凹凸
した表面状態となっている。

【０１０３】したがって、その表面積が非常に大きい。

【０１０４】このため、気孔が小さくて、しかも均一に
揃っている。

【０１０５】図３は、本発明の光触媒体の第１の実施形
態における第１の光触媒効果を測定した結果を示すグラ
フである。

【０１０６】図において、横軸は時間（分）を、縦軸は
アセトアルデヒドの濃度（ｐｐｍ）を、それぞれ示す。

【０１０７】この測定は、図７の場合と同一条件の下で
行ったものである。図中、曲線Ｅは紫外線を含む光照射
を行った場合、Ｆは行わなかった場合を、それぞれ示
す。

【０１０８】光触媒作用については、曲線Ｅにおいて放
置後直後から気密室内のアセトアルデヒドは急速に減少
を開始して１分間で約３００ｐｐｍとなり、さらに減少
し続けて１０分間でほぼ０ｐｐｍ近くまで下がり、１５
分間で完全に０ｐｐｍとなった。

【０１０９】この消臭効果は極めて優れたものである。

【０１１０】これに対して、光照射を行わなかった場合
においても、放置後５分間までは光照射を行った場合と
ほぼ同様な減少傾向が見られたが、その後は減少速度が
鈍り、放置後３０分間で約２１０ｐｐｍであった。

【０１１１】以上から、さらには図７との対比により、
本実施形態の消臭効果は非常に優れていることが分か
る。

【０１１２】さらに、本実施形態の光触媒体は、汚染防
止効果および光触媒膜の膜強度においても、申し分がな
かった。

【０１１３】さらにまた、光触媒物質微粒子の粒径が小
さいため、焼結温度も低くてよく、製造が容易である。

【０１１４】図４は、本発明の光触媒体の第２の実施形
態を示す一部切欠断面正面図である。

【０１１５】本実施形態は、蛍光ランプのガラスバルブ
を基体１としてその外面に光触媒膜２を形成したもので
ある。

【０１１６】図において、４は蛍光体層、５はフィラメ
ント電極、６は口金である。

【０１１７】基体１は、軟質ガラスからなる直管形のガ
ラスバルブを形成し、内部は排気されて水銀および希ガ
スが数ｔｏｒｒ封入されている。

【０１１８】蛍光体層４は、基体１の内面側に形成され
ている。蛍光体としては、３波長形蛍光体、ハロ燐酸カ
ルシウム蛍光体など任意所望の蛍光体を用いることでき
るが、要すれば波長３４０ｎｍ以下の紫外線を放射する
蛍光体を一部混合すると、光触媒膜２を積極的に活性化
して強い光触媒作用を発揮させることができる。

【０１１９】しかし、蛍光ランプにおいては格別の蛍光
体を用いなくても、ある程度の３４０ｎｍ以下の紫外線
を放射するので、本実施形態のようにガラスバルブの外
面に直接光触媒膜を形成する場合には、光触媒膜を活性
化することができる。

【０１２０】フィラメント電極５は、その一対が基体１
のガラスバルブの両端部に封着されている。

【０１２１】口金６は、アルミニウム製のキャップ状の
口金本体６ａおよび口金本体６ａに絶縁して取り付けら
れた一対の口金ピン６ｂから構成され、基体１の両端部
に接着されている。フィラメント電極５の両端はそれぞ
れ口金ピン６ｂに接続されている。

【０１２２】そうして、本実施形態の蛍光ランプを用い
て照明すると、光触媒膜２の光触媒作用により、周囲の
消臭が行われる。これと同時に蛍光ランプに付着した汚
染物質は、光触媒膜２により、分解されるから、長期間
清掃しなくても汚れが少ない。また、汚染物質の分解後
の残渣は拭き取るか水洗により、容易に除去することが
できる。

【０１２３】図５は、本発明の消臭装置の一実施形態を
示す概念図である。

【０１２４】図において、７は消臭フィルター、８はラ
ンプ、９は消臭装置本体である。

【０１２５】消臭フィルター７は、空気が通流する際に
消臭されるように、表面を通気可能の当該表面に基体に
光触媒膜を形成したものである。

【０１２６】要すれば、消臭フィルター７は、集塵機能
を備えていることを許容する。

【０１２７】また、消臭フィルター７の通気の前段に集
塵フィルターを配設してもよい。

【０１２８】ランプ８は、消臭フィルター７を光照射し
て光触媒膜を活性化させるもので、蛍光ランプ、ブラッ
クライト、ケミカルライト、殺菌ランプ、高圧水銀ラン
プなどを用いることができる。

【０１２９】消臭装置本体９は、消臭フィルター７およ
びランプ８を収納するとともに、要すれば送風手段、電
源および制御手段などを備えている。

【０１３０】そうして、空気が消臭フィルター７を通過
する際に光触媒膜により臭いガスは消臭フィルター７に
より分解されて消臭される。

【０１３１】図９は、本発明の光触媒体の第１の実施形
態における第２の光触媒効果を測定した結果を示すグラ
フである。

【０１３２】図において、横軸は時間（ｈｒ）を、縦軸
はホルムアルデヒドの濃度（ｐｐｍ）を、それぞれ示
す。

【０１３３】本測定は、ホルムアルデヒドの分解すなわ
ち消臭作用を調査する目的で実施した。

【０１３４】測定条件は、２０Ｗの反射笠付蛍光灯器具
３灯の反射笠の内面に本発明の第１の実施形態における
光触媒膜を厚さ１μｍに形成して容積０．２ｍ³のホル
ムアルデヒドを充満させているボックス内に収納して、
蛍光ランプを点灯し、さらにファンを用いてボックス内
の気体を攪はんしながら、Ｂ＆Ｋ（ビー＆ケー）社製の
１３０２形マルチガスモニターによりホルムアルデヒド
の濃度の変化を測定した。その結果をプロットしたのが
曲線Ｇである。

【０１３５】また、比較のために、光触媒膜を備えてい
ない以外は同一の照明器具を同数用いて、同様にホルム
アルデヒドの濃度の変化を測定した。その結果をプロッ
トしたのが曲線Ｈである。

【０１３６】図から明かなように、本実施形態の場合は
点灯１時間でホルムアルデヒドが５０％まで減少した。

【０１３７】これに対して、光触媒膜がない場合には、
ホルムアルデヒドの減少は殆ど認められない。

【０１３８】以上のことから、本実施形態の光触媒膜
は、ホルムアルデヒドの分解にも優れた作用があること
が確かめられた。

【０１３９】したがって、室内の蛍光灯器具を本発明の
光触媒膜をその反射面に形成したものにすることによ
り、ホルムアルデヒドを含むＶＯＣの問題解決が容易に
なることが分かった。しかも、光触媒膜は波長４００ｎ
ｍ以下の紫外線を吸収して活性化されるので、可視光の
減退は極めて少なく、照明効果を阻害することはない。

【０１４０】図１０は、本発明の照明器具の一実施形態
における蛍光灯器具を示す斜視図である。

【０１４１】図において、１１は照明器具本体、１２は
ランプ、１３は光触媒膜である。

【０１４２】照明器具本体１１は、図示しない細長い伏
せ皿状のシャーシに一対のランプソケット１ａ、１１ａ
を離間対向して配設するとともに、安定器１１ｂおよび
端子台などを取り付け、かつ所要の配線を施し、ランプ
ソケット１１ａ、１１ａを露出させて反射板１１ｃをシ
ャーシに覆合してなる。

【０１４３】ランプ１２は、直管形の蛍光ランプからな
り、ランプソケット１１ａ、１１ａに装着されている。

【０１４４】光触媒膜１３は、反射板１１ｃの外面に形
成されている。この光触媒膜１３は、１次粒径が１〜１
００ｎｍで、２次粒径が１０００ｎｍ以下の分布を備え
た光触媒粒子を含む分散液を塗布、乾燥、焼成して得た
もので、表面粗さが中心線平均粗さＲａで０．１〜２０
ｎｍである。

【０１４５】

【発明の効果】請求項１ないし６の各発明によれば、表
面粗さが中心線平均粗さＲａで２０ｎｍ以下の光触媒膜
を備えることにより、光触媒物質の微粒子の肌理細かさ
で凹凸した表面状態が得られるから、表面積が非常に大
きくなり、このため臭いガス分子は光触媒体膜の気孔を
通過して内部に潜り込み速やかに分解されるが、汚染物
質の粒子は潜り込めないので、汚れにくいとともに、汚
れ物質は光触媒膜に接触して分解される光触媒体を提供
することができる。

【０１４６】請求項２の発明によれば、加えて表面粗さ
を中心線平均粗さＲａで０．１〜１０ｎｍにすることに
より、好ましい効果が得られる光触媒体を提供すること
ができる。

【０１４７】請求項３の発明によれば、加えて光触媒膜
がアナターゼ形酸化チタンを主成分とすることにより、
工業的規模で比較的安価な光触媒体を提供することがで
きる。

【０１４８】請求項４の発明によれば、加えて光触媒膜
の膜厚を１０〜３００ｎｍにしたことにより、効果的な
光触媒体を提供することができる。

【０１４９】請求項５の発明によれば、加えて基体が機
能材であることにより、機能材により構成されるものが
光触媒作用を備えている光触媒体を提供することができ
る。

【０１５０】請求項６の発明によれば、光触媒膜を焼結
によって基体に結着させた光触媒体を提供することがで
きる。

【０１５１】請求項７の発明によれば、請求項１ないし
５の効果を有する消臭装置を提供することができる。

【０１５２】請求項８の発明によれば、請求項１ないし
５の効果を有する照明器具を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光触媒体の一実施形態を示す概念的要
部拡大断面図

【図２】本発明の第１の実施形態における表面状態を示
す電子顕微鏡写真

【図３】本発明の光触媒体の第１の実施形態における光
触媒効果を測定した結果を示すグラフ

【図４】本発明の光触媒体の第２の実施形態を示す一部
切欠断面正面図

【図５】本発明の消臭装置の一実施形態を示す概念図

【図６】従来の消臭作用に優れる光触媒体の表面状態を
示す電子顕微鏡写真

【図７】図６に示す光触媒体の光触媒効果を測定した結
果を示すグラフ

【図８】基体の吸着効果を測定した結果を示すグラフ

【図９】本発明の光触媒体の第１の実施形態における第
２の光触媒効果を測定した結果を示すグラフ

【図１０】本発明の照明器具の一実施形態における蛍光
灯器具を示す斜視図

【符号の説明】

１…基体 ２…光触媒膜 ３…汚染物質粒子

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基体と；基体の表面に形成された表面粗さ
   が中心線平均粗さＲａで２０ｎｍ以下の光触媒膜と；を
   具備していることを特徴とする光触媒体。
2. 【請求項２】表面粗さは、中心線平均粗さＲａで０．１
   〜１０ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の光触
   媒体。
3. 【請求項３】光触媒膜は、主成分がアナターゼ形酸化チ
   タンであることを特徴とする請求項１または２記載の光
   触媒体。
4. 【請求項４】光触媒膜は、膜厚が１０〜３００ｎｍであ
   ることを特徴とする１ないし３のいずれか一記載の光触
   媒体。
5. 【請求項５】基体は、機能材であることを特徴とする請
   求項１ないし４のいずれか一記載の光触媒体。
6. 【請求項６】１次粒径が１〜１００ｎｍ、２次粒径が１
   ０００ｎｍ以下の分布を備えた光触媒物質微粒子を含む
   分散液を用意する工程と；基体に分散液を被着させる工
   程と；基体に被着された分散液を乾燥させる工程と；基
   体に被着された光触媒物質微粒子を焼成して、焼結によ
   り基体に結着させて光触媒膜を形成する工程と；を具備
   していることを特徴とする光触媒体の製造方法。
7. 【請求項７】消臭装置本体と；脱臭装置本体内の通気路
   中に配設された請求項１ないし５のいずれか一記載の光
   触媒体と；光触媒体に光照射して活性化させるランプ
   と；を具備していることを特徴とする消臭装置。
8. 【請求項８】照明器具本体と；照明器具本体に支持され
   て波長４００ｎｍ以下を含む発光をするランプと；照明
   器具本体およびまたはランプに支持されランプの発光の
   照射を受けて活性化される請求項１ないし５のいずれか
   一記載の光触媒体と；を具備していることを特徴とする
   照明器具。