WO1998025700A1 - Photocatalyseur, source de lumiere et dispositif d'eclairage - Google Patents

Description

明 細 光触媒体、 光 源 お よ び照 明装置 技 術 分 野

本発 明 は 、 光触媒機能 を 有す る 光触媒体、 光源 お よ び照 明装 置 に 関 す る 。

背 景 技 術

一般 に 、 照 明装 置 は 、 汚れが付 き や す い 屋外、 あ る い は 、 た ば こ の 煙 や 臭気が雰囲 気 中 に 浮遊 す る 屋 内 で用 い ら れ る こ と が あ る 。

特 に 、 こ の 種 の 屋外 で用 い る 照 明 装置 は 、 た と え ば 自 動車の 排気ガ ス 中 に 含 ま れ る c o ₂ (二酸化炭 素） 、 N 0 _γ (窒素酸化物） 、 カ ー ボ ン 粒子 ま た は デ ィ ー ゼ ル エ ン ジ ン 車 か ら 排 出 さ れ る 不完全 燃焼の オ イ ル ミ ス ト な ど の 大気汚染物質 が介在す る こ と に よ り 埃 あ る い は ご み な ど が付着 し や す い 。

ま た 、 こ れ ら 照 明 装 置 は、 道路上 の 高所 あ る い は ト ン ネ ル 内 の 暗 い 箇所 に 取 り 付 け ら れて い る た め 、 埃 あ る い は ご み な ど が付着 し た 場 合 の ク リ ー ニ ン グ そ の 他 の メ ィ ン テ ナ ン ス に 費用 が か か る 。

—方、 屋 内 で用 い る 照明装 置 は 、 た と え ば タ バ コ の ャ 二 、 そ の 他 の も の が付着 し や す い 。

こ の 場合 に も 、 必ず し も 容易 に メ イ ン テ ナ ン ス を 行 な う こ と 力く で き ず、 ま た 、 メ イ ン テ ナ ン ス の 容易 な も の も 望 ま れ て い る 。

そ こ で 、 付着物 を 酸化、 分解 さ せ る も の と し て、 た と え ば特 開平 1 一 1 6 9 8 6 6 号公報 に 記載 さ れ た 蛍光 ラ ン プが知 ら れ て い る 。 こ の 特開平 1 一 1 6 9 8 6 6 号 公報 に 記載 の ラ ン プ は 、 透光性 を 有 す る 外囲器 内 の 負 グ ロ 一放電 に よ っ て 紫外線 を 放射す る 水銀が封入 さ れ、 こ の 外囲器 の 表面 に 光触媒作用 を 有す る 物質 で あ る チ タ ニ ア （ T i 0 ₂ ) の 光触媒膜 を 形成 し た も の で あ る 。

そ し て 、 負 グ ロ 一放電 に よ っ て 水銀を 電離 お よ び 励起 さ せ て 1 8 5 11 11[1 ぉ ょ び 2 4 5 n m の 紫外線を 発生 し 、 こ の水銀か ら 放出 さ れ る 紫外線を受 け る と、 周 囲 の 雰囲気 中 の 脱臭 も し く は 消 臭、 雰囲気 中 の 有 機成分 の 分解 な ど を 行 な う も の で あ る 。

す な わ ち 、 半導体 の バ ン ド ギ ャ ッ プ （禁制 帯域） よ り も 大 き な エ ネ ル ギ ー を有す る 波長域 の 光 が照射 さ れ る と 半導体 に 電子 お よ び電子 の ホ ー ル が生 じ 、 電 子 移 動 反 応 を 起 こ す 。 た と え ば チ タ ニ ア ( T i 0 ₂ ) は 約 3 . 0 e V の バ ン ド ギ ャ ッ プを 有 す る 半導体 で あ り 、 こ の バ ン ド ギ ャ ッ プ よ り も 大 き な エ ネ ルギ ー を有 し 、 太陽光線を始め、 蛍光 ラ ン プ、 白 熱電球 お よ び高輝度放電 ラ ン プ な ど の 人工光源の 放射光 に 含 ま れ て い る 波長 4 1 0 n m 以下 の い わ ゆ る 紫外線が照射 さ れ る と 、 チ タ ニ ア （ T i 0 ₂ ) に 電子 お よ び電子 の ホ ー ル （抜 け 穴） が生 じ 、 こ の ホ ー ル の 移動 で 表面 に お い て電子移動反応 を 起 こ す。 そ し て 、 こ の 電子移動 反応で は 、 ホ ー ル は バ ン ドギ ャ ッ プ分の エ ネ ルギ ー に相 当す る 電子を 引 き 抜 く 力、 す な わ ち 酸化力 を 持 っ て い る た め 、 こ の ホ ー ル の 酸 ィヒ力 に よ っ て チ タ ニ ア （ T i 0 ₉ ) の 表面 に 付着 あ る い は 接触 し た 、 物質 を 酸化、 分解 し て い る 。

こ の よ う に 、 チ タ ニ ア （ T i 0 ₂ ) は 紫外線 を 受 け る と 強 い 酸 ィヒ カ を 生 ず る た め 、 チ タ ニ ア ( T i 0 ₂ ) 表面 に 付着 し た 物質、 た と え ば ァ セ ト ア ル デ ヒ ド 、 メ チ ル メ ル カ ブ タ ン 、 硫化水素 あ る い は ア ン モ ニ ア な ど の 物質の 酸化、 分解を 促進す る の で、 大気汚染物質 な ど に よ っ て 付着 し た埃 ま た は ご み の ク リ 一 ニ ン グを容易 にす る こ と がで き る 。 な お、 チ タ ニ ア （ T i 0 ₂ ) は 不純物 の 濃度 に よ っ てバ ン ド ギ ャ ッ プ が多 少変ィ匕 す る の で 、 4 1 0 n m 以上 の 可視光線 で 光触媒作用 を 生ず る 場 合 も あ る 。

一方、 一般照明用 の ラ ン プ を 用 い た 光触媒機能付 の 照明 装 置 と し て 、 た と え ば特開平 7 — 1 1 1 1 0 4 号公報 に 記載 さ れ た 構成が あ る 。 こ の 特開平 7 — 1 1 1 1 0 4 号公報 に 記載の 構成 で は 、 ラ ン プ に 対 向 して 設 け ら れ た 透光性 カ バ ー の 内 面 に 光触媒膜 を 形成 し 、 ラ ン プか ら 照射 さ れ る 紫外線 に よ り 光触媒 作用 を 生 じ さ せ て 、 透光性 カ バ ー 内 に 通気 さ れ る 空 気の 消 臭 お よ び消毒 を 行 な う よ う に し て い る 。

し 力、 し な 力く ら 、 特 開平 7 — 1 1 1 1 0 4 号公報 に 記載 の 照 明 装 置 の 構成 で は 、 透光性 カ バ ー の 内面 に 光触媒膜 を 形成 し て い る が、 消 臭 を 目 的 と し た も の で十分 な 汚 れ 除去効果 を 有す る か不 明 で あ る 。

ま た 、 光触媒膜 の 活性 は、 光触媒膜 に 照射 さ れ る 光線が一定 の 場合、 膜厚が厚 い ほ ど光触媒作用 の 活 性が ほ ぼ正比例 で高 く な る こ と が知 ら れて い る 。

そ の た め 、 た と え ば 屋外 な ど の 特 に 汚れ の 激 し い 場所 に 適用 さ れ る 照 明 装置 の 透光性 カ バ — に 光触媒 膜 を 形成 し て 汚れ防止 を 図 る よ う な 場合 に は 、 光触 媒膜 の 膜厚 を 厚 く す る 必要が あ る 。

し か し 、 光触媒膜 の 膜厚を 単 に 厚 く し て も 、 汚れ の 分解 力 の 活性が必ず し も 向上 し な い こ と が分か つ た。 ま た 、 光触媒膜 の 干渉、 作用 に よ り 、 可視光線 の 一部 の 波長 の 透過率 が低下す る こ と が実験 に よ り 確か め ら れ た 。 し た が っ て、 光触媒膜 と こ の 光触媒 膜 の 透過率 が低 い 波長 に 光 出 力 の 最大 ピ ー ク 波を 有 す る 光源 と を組み 合 わ せ る と 、 照度 の 低下 や 、 配光 分布の 最適化 に 悪影響 を 与え る な ど の 照 明 効率が低 下の お そ れ が あ る 。

ま た 、 光触媒膜 と し て酸化 チ タ ン を 用 い る 場合、 チ タ ン ァ ノレ コ キ シ ド を 応用 し て 形成す る こ と が知 ら れて い る 。 こ う し て 形成 さ れ た 光触媒膜 は 、 透過率 は 高 い が、 光触媒効果 が低 く な る こ と が あ る 。 こ の よ う に 光触媒効果が低 く な る 原 因 と し て 、 光触媒膜 中 に 光触媒効果が高 い ア ナ ク ー ゼ形酸化 チ タ ン の 量 が少 な く な る た め で あ る 。 こ の た め 、 透過率 を 少 し 犠牲 に し て 、 光触媒膜 の 膜厚 を 大 き く す る 必要が あ と こ ろ が、 酸化チ タ ン は屈折率が比較的高 い ので、 光触媒膜 の 膜厚が厚 く な る と 可視光線の 干渉 に よ り 虹色 の 干渉色 が発生 し て し ま う 。

そ し て 、 上述の 特開平 7 — 1 1 1 1 0 4 号公報 に 記載の 照明 装 置 も 、 光触媒膜 の 光吸収 ス ぺ ク ト ル測 定結果 か ら 、 可視光線 の 透過率が低 い の で効率が低 下 し て い る ばか り で な く 、 光干渉 ピ ー ク 波形 が現 れ て い る 。

こ の 干渉色 は 、 被照射物 に 対 し て 影響 を 与 え る と と も に 、 照 明装 置 自 体 の 外観 も 損 な わ れ る た め 、 好 ま し く な い 。

本発 明 は 、 上記問題点 に鑑み な さ れ た も の で 、 照 射効率 の 低下 を 抑制 し 、 メ イ ン テ ナ ン ス を 容易 に で き 、 ま た 、 光触媒効果 お よ び可視光線 の 透過率 を 低 下 さ せ ず干渉色 の 発生 を 防止 し た 照 明装置 を 提供す る こ と を 目 的 と す る 。

発 明 の 開 示

本発 明 の 光触媒体 は 、 少 な く と も 波長 4 1 0 n m 以下の 光を 透過す る 基材 と 、 .こ の 基材上の 少 な く と も 一部 の 領域 に 設 け ら れ可視光線 の 光干渉が発生す る こ と が な い よ う に 形成 さ れ た 波長 5 5 0 n m の 可 視 光 透 過 率 が 波 長 3 6 5 n m の 紫 外 線 透過 率 よ り 1 5 %以上高 い光触媒膜 と を 具備 し た も の で あ る 。 そ し て 、 基材 は 波長 4 1 O n m以 下 の 光 を 透過 し 、 光 触 媒 膜 は 波 長 5 5 0 n m の 可 視 光 透 過 率 が 波長

3 6 5 n mの紫外線透過率 よ り 1 5 %以上高 い ため、 可視光線 を 十分 に 透過 す る と と も に 、 可視光線 の 干 渉 が な い た め 、 虹色 を 発生す る こ と な く 、 確実 に光 触媒 し 、 光触媒膜 に 付着す る 物質 の 酸化、 分解 を 促 進 し 、 基材 の 汚れ を 防 い で、 メ イ ン テ ナ ン ス を 容易 に で き る 。

ま た 、 波長 5 5 O n m の 可視光透過率が基材 を 除 く 光触媒膜 の み で 8 3 %以上で あ り 、 紫外線透過率 が基材 を 除 く 光触媒膜 の み で 6 8 %以下で あ る も の で あ る 。 波長 5 5 0 n m の 可視光透過率が光触媒膜 の み で 8 3 % 以上 で あ れ ば、 十分 に 可視光線 を 得 る こ と が で き 、 紫外線透過率 は 光触媒膜の み で 6 8 % 以下で あ る の で、 十分 に 光触媒作用 を 奏す る 。

さ ら に 、 光触媒膜 は 、 膜厚が 0 . 0 1 m な い し 0 . 3 // m の 範囲 内 で あ る も の で あ る 。 光触媒膜の 膜厚が 0 . 0 1 m よ り 小 さ い と 、 光触媒膜 に よ る 光 の 吸収 が極端 に 低下 す る と と も に 均一 に 形成す る こ と が 困難 と な り 、 光触媒 の 活性 が低下 し 、 膜厚が 0 . 3 jw m を 超 え る と 、 .可視光線 の 干渉 に よ り 虹色 の 干渉色が発生 し や す く な る 。

ま た さ ら に 、 光触媒膜 は 、 ア ナ タ ー ゼ形酸化 チ タ ン を主成分 と す る も の で あ る 。 ア ナ タ ー ゼ形酸化 チ タ ン は 、 光触媒作用 が 強 く 、 無色透 明 な 膜 を 形成で さ る

そ し て ま た 、 基材 は 、 ガ ラ ス で あ る 。 ガ ラ ス は波 長 2 5 4 n m 以下 の 紫外線 を 相 当 の 割合で カ ツ ト す る の で 蛍光 ラ ン プ に 好適 で あ り 、 安価で加工が し ゃ す い の で汎用 性が 向 上 す る 。

ま た 、 可視光線 を 透過す る 板状 で 、 こ の ガ ラ ス の 少 な く と も 一面 に 光触媒膜が形成 さ れて い る も の で あ る 。 可視光線を 透過 す る 板状 の ガ ラ ス の 少 な く と も 一面 に 光触媒膜 を 形成す る の で構成が簡単 で汎用 性が 向 上す る 。

ま た 、 本 発 明 の 光 源 は 、 少 な く と も 波 長 4 1 0 n m以下の光を透過す る 透光性材料製の気密容器 と、 こ の 気密容器の 外面 の 少 な く と も 一部の 領域 に 設 け ら れ可視光線 の 干渉 が発生す る こ と が な い よ う に 形 成 さ れ た 波 長 5 5 0 n m の 可 視 光 透 過 率 が 波 長 3 6 5 n m の 紫外線透過率 よ り 1 5 %以上高 い 光触 媒膜 と 、 気密容器 内 に 配設 し た 発光手段 と を 具備 し た も の で あ る 。 気密容器 は 、 少 な く と も 波長 4 1 0 n m 以下 の 光を透過 す る 透光性材料製で あ る た め 、 発光手段 か ら の 光 を 光触媒膜 に 透過 し て十分 な 光触 媒作用 を 得 る こ と がで き 、 光触媒膜 に 付着す る 物質 の 酸化、 分解 を 促進 し 、 気密容器 の 汚れ を 防 い で、 メ イ ン テ ナ ン ス を 容易 に で き る と と も に 、 光触媒膜 は波長 5 5 0 n m の 可視光透過率 が波長 3 6 5 n m の 紫外線透過率 よ り 1 5 %以上高 い の で、 光触媒膜 に よ る 可視光線 の 透過 を 十分 に 得 ら れ る 。

さ ら に 、 本 発 明 の 照 明 器 具 は 、 少 な く と も 波 長 4 1 0 n m 以下の 光 を 発生す る 光源 を 内 包 し 照射開 口 を 有 す る 器具本体 と 、 こ の 器具本体 の 照射開 口 に 配設 さ れ可視光線 お よ び波長 4 1 0 n m 以下 の 光 を 透過す る 基材 と 、 こ の 基材の 少 な く と も 一面 の 少 な く と も 一部 の 領域 に 可視光線 の 干渉が発生す る こ と が な い よ う に 形成 さ れ た 波長 5 5 0 n m の 可視光透 過率が波長 3 6 5 n m の 紫外線透過率 よ り 1 5 %以 上高 い 光触媒膜 と を 具 備 し た も の で あ る 。 基材 は可 視光線 お よ び波長 4 1 O n m 以下 の 光 を 透過 し 、 光 触媒膜 は 可視光線 の 干渉が発生す る こ と が な い よ う に 形成 さ れ る と と も に波長 5 5 0 n m の 可視光透過 率が波長 3 6 5 n m の 紫外線透過 率 よ り 1 5 % 以上 高 い の で、 可視光線 で 虹色が発生 す る こ と を 防止 し つ つ 、 十分 な 可視光線が得 ら れ る と と も に 、 光触媒 も 得 ら れ る 。

ま た 、 基材 は 、 透光性 カ バ 一 で あ り 、 別個 に 光触 媒膜を 形成す る 基材 が不要で あ る 。

さ ら に 、 基材 は 、 透光性 グ ロ ー ブ で あ り 、 別個 に 光触媒膜 を 形成す る 基材が不要で あ る 。

ま た 、 本発 明 の 照 明 装 置 は 、 少 な く と も 可視光線 お よ び 3 0 0 n m な い し 4 0 0 n m の 波長領域 内 の 光線を 照射 す る 光源 を 覆 う 透光性 カ バ ー と 、 透光性 カ バ ー の 少 な く と も 一面 に 形成 さ れ、 可視光線 の 透 過率 の ピ ー ク 波長 が光 源か ら 照射 さ れ る 可視光線の ピ ー ク 波長 と ほ ぼ等 し い チ タ ニ ア （ T i 0 ₂ ) を 主 成分 と す る 光触媒膜 と を 具備 し た も の で あ る 。 そ し て 、 透光性 カ バ ー に 形成 さ れ た 光触媒膜 に よ り 、 光 触媒膜 に 付 着す る 物質 の 酸化、 分解 を 促進 し 、 透光 性 カ バ 一 の 汚れを 防 い で、 メ イ ン テ ナ ン ス を 容易 に で き 、 し か も 、 光触媒膜 の 可視光線 の 透過率 の ピ ー ク 波長 を 光源 か ら 照射 さ れ る 可視光線の ピ ー ク 波長 と ほ ぼ等 し く す る こ と に よ り 、 光触媒作用 を 向上 さ せ る た め に 光触媒膜 の 膜厚を 厚 く し て も 、 光源か ら 照射 さ れ る 可視光線 の ピ ー ク 波長 が光触媒膜 を 効率 よ く 透過 し 、 十分 な 照度が得 ら れ る と と も に 配光分 布 の 最適化 を 図れ、 照 明効率 の 低下 を抑制 で き る 。

さ ら に 、 光触媒膜 は 、 可視光線 の 透過率 の ピ ー ク 波長が 5 0 0 n n！ 〜 6 0 0 n m で あ る も の で あ る 。 こ れ に よ り 、 5 0 0 n m 〜 6 0 0 n m に 可視光線 の ピ ー ク 波長 を 有す る 各種 の 光源 に 対応可能 と な る 。

ま た 、 透 光 性 カ バ 一 は 、 可 視 光 線 お よ び 3 0 0 n m 〜 4 0 0 n m の 波長領域 内 の 紫外線 を 含 む光線 の 透過率が 8 0 %以上 で あ る も の で あ る 。 こ れ に よ り 、 透光性 カ バ ー の 内 外面で の 光触媒作用 と 照射効 率の 向上 を 図 れ る 。

さ ら に 、 光触媒膜 は 、 ア ナ タ ー ゼ結晶形 の チ タ 二 ァ （ T i 0 ₂ ) を 主成分 と す る も の で あ る 。 ア ナ タ — ゼ結 晶形 の チ タ ニ ア は 、 光触媒作用 が強 く 、 無色 透 明 な 膜 を 形成で き る 。

ま た さ ら に 、 光触媒膜 は、 シ リ カ （ S i 0 ₂ ) を 主成分 と す る 中 間層 を 介 し て 形成 す る も の で あ る 。 シ リ カ （ S i 0 ₂ ) を 主成分 と す る 中 間層 を 介 し て 形成 さ れ て い る の で 、 透光性 カ バ ー に 悪影響 を 与え る こ と な く 、 簡単 な 構成で光触媒膜 を 保持 で き る 。

ま た 、 光触媒層 は 、 膜厚が 0 . Ο ΐ μ π！ 〜 0 . 5 // m で あ る も の で あ る 。 光触媒膜 の 膜厚力 0 . 0 1 « m よ り 小 さ い と 、 光触媒膜 に よ る 光の 吸収 が極端 に 低下 す る と と も に 均一 に形成す る こ と が困難 と な り 、 光触媒 の 活性が低下 し 、 膜厚 が 0 . 5 u m を超 え る と 、 可視光線 を 低下 し 、 照射効率が低下す る 。

さ ら に 、 光源 は 、 高圧 ナ ト リ ウ ム ラ ン プで あ る 。 こ の 高 圧 ナ ト リ ウ ム ラ ン プ の 可視光線の ピ ー ク 波長 は 5 8 0 n m で あ り 、 照明効率 の 向 上 を 図 れ る 。

ま た 、 本 発 明 の 照 明 装 置 は 、 3 0 0 n m な い し 4 1 0 n m の 波 長 領 域 内 の 紫 外 線 が 可 視 光 線 1 0 0 0 1 m 当 た り 0 . 0 5 W以上 の 光源 を 収納す る 器具本体 と 、 3 0 0 11 11 な ぃ し 4 1 0 11 111 の 波長 領域 内 の 紫外線 に お け る 少な く と も 一部 の 透過率が 8 0 %以上 で あ り 、 光源 を覆 っ て 器具本体 に 配設 さ れ る 透光性 カ バ ー と 、 こ の 透光性 カ バ ー の 両面 に 形 成 さ れ た 酸化 チ タ ン を 主成分 と す る 光触媒膜 と を 具 備 し た も の で あ る 。 そ し て 、 透光性 カ バ ー の 両面 に 形成 さ れ た 光触媒膜 に よ り 、 透光性 カ バ ー の 外側 お よ び 内 側 の 両面 の 光触媒膜 に 付着 す る 物質 の 酸化、 分解 を 促進 し 、 透光性 カ バ ー の 汚 れ を 防 い で 、 メ イ ン テ ナ ン ス を 容易 に で き 、 し か も 、 3 0 0 n m な い し 4 1 0 n m の 波 長 領 域 内 の 紫 外 線 が 可 視 光 線 1 0 0 0 1 m 当 た り 0 . 0 5 W以上 の 光源 と す る こ と に よ り 、 光触媒作用 を 確実 に 行 な え る 。

さ ら に 、 光触媒膜 は 、 酸化 チ タ ン は ア ナ タ ー ゼ形 で、 膜厚 は ほ ぼ均一 で あ る も の で あ る 。 酸化 チ タ ン は ア ナ タ ー ゼ形で あ る の で、 光触媒作用 が 強 く 、 無 色透 明 な 膜 を 形成 で き る と と も に 、 膜厚 は 略均一で あ る た め 、 全体的 に 均一 に光触媒作用 を 奏す る 。

ま た 、 透光性 カ バ ー の 内 側面 に 照射 さ れ る 3 0 0 n m な い し 4 1 0 n mの波長領域内 の紫外線強度は、 照度が 0 . 0 5 m W / c m ² 以上 で あ り 、 光触媒膜 に 十分 に 紫外線が照射 さ れ る た め 、 確実 に 光触媒 を 行 な え る 。

図面 の 簡単 な 説 明

第 1 図 は 本発明 の 照 明装置 の 一実施の 形態 を 示す ト ン ネ ル用 の 照明装 置 の 斜視図で あ り 、 第 2 図 は 同 上正面 図 で あ り 、 第 3 図 は側面 図 で あ り 、 第 4 図 は 同上実施 の 形態の ト ン ネ ル用 の 照，明 装置 に 用 い ら れ る 透光性 カ バ ー の 一部 の 拡大断面 図 で あ り 、 第 5 図 は 同上実施 の 形態 の 高圧 ナ ト リ ゥ ム ラ ン プ の 発光 ス ベ ク ト ル分布 の 特性 図 で あ り 、 第 6 図 は 同上実施 の 形態の 光触媒膜の 分光透過率の特性図を示 し 、 （a ) 〜 （d ) は膜の 組成、 添加剤な ど を 変え た場合の光触 媒膜の 分光透過率の 特性図で あ り 、 第 7 図 は 同上他 の 実施の 形態の ト ン ネ ル用 の 照明装置 に用 い ら れ る 透光性 カ バ ー の一部の 拡大断面図で あ り 、 第 8 図 は 第 2 の 実施の形態の 非常駐車帯用 の 照明装置 の斜視 図であ り 、 第 9 図は同上実施の形態の底面図であ り、 第 1 0 図 は 同上実施の 形態の 非常駐車帯用 の 照明装 置の一部を切 り 欠 い た側面図で あ り 、 第 1 1 図 は 同 上実施の形態の蛍光 ラ ン プの発光 ス ペ ク ト ル分布の 特性図で あ り 、 第 1 2 図 は第 3 の 実施の形態の道路 用 の 照明装置の斜視図であ り 、 第 1 2 は 同上実施の 形態の 一部を切 り 欠い た側面図で あ り 、 第 1 4 図 は 同上実施の 形態の 底面図で あ り 、 第 1 5 図 は 同上実 施の形態の 断面図で あ り 、 第 1 6 図 は 同上実施の形 態の 高圧水銀 ラ ン プの 発光ス ぺ ク ト ル分布の 特性図 で あ り 、 第 1 7 図 は第 4 の実施の 形態の光源で あ る 蛍光 ラ ン プ の 一部を切欠 い た斜視図で あ り 、 第 1 8 図 は光触媒膜が酸化 チ タ ン で焼成温度 と ア ナ タ ー ゼ 形結 晶 の 成分比 と の 関 係 を 示 す グ ラ フ で あ り 、 第 1 9 図 は透光性 カ バ ー の分光透過率を示す グ ラ フ で あ り 、 第 2 0 図 は ガ ラ ス基材.に 光触媒膜を形成 し た サ ン プルの 分光 ス ぺ ク ト ルを示す グ ラ フ で あ り 、 第 2 1 図 は光触媒膜の み の 分光 ス ぺ ク ト ルを示す グ ラ フ で あ り 、 第 2 2 図 は経時的 な 可視光繰透過率を示 し た グ ラ フ で あ る 。

発 明 を 実施す る た め の 最良 の 形態 以下、 本発 明 の 照 明 装 置 の 一実施 の 形態 を 図面を 参照 し て説 明 す る 。

第 1 の 実施 の 形態 は 、 第 1 図 な い し 第 3 図 に お い て、 1 aは た と え ば ト ン ネ ル 内 に 取 り 付 け ら れ る ト ン ネ ル用 の 照 明装 置 で 、 こ の 照 明装 置 l aは耐腐食性を 有 し て お り 、 前面 が 開 口 さ れ た ス テ ン レ ス 製 の 中空 の 薄箱状 の 器具本体 2 を 有 し 、 こ の 器具本体 2 の 背 面 に は 壁面 な ど の 器具接地面 に 対 し て 固定す る た め の 直付金具 3 が取 り 付 け ら れ て い る 。 ま た 、 器具本 体 2 の 前面 開 口 に は 器具本体 2 と 同 様 に ス テ ン レ ス 製 の 蓋体 4 が上部 に 設 け ら れ た ヒ ン ジ 5 に よ り 開閉 可能 に 取 り 付 け ら れ て お り 、 器具本体 2 の 下部 に 設 け ら れ た ラ ッ チ 体 6 に よ り 蓋体 4 が器具本体 2 に 液 密 に 閉 塞 さ れ る よ う に な っ て い る 。

蓋体 4 に は 中央 に 照射開 口 7 が形成 さ れ、 こ の 照 射開 口 7 に は 耐腐食性 を 有す る シ リ コ ン ゴ ム パ ッ キ ン 8 に て基材 と な る 透光性 カ バ ー 9 が液密 に 取 り 付 け ら れ て い る 。 こ の 透光性 カ バ 一 9 は、 可視光線 お よ び 3 0 0 n m ~ 4 0 0 n m の 波長領域 内 の 少な く と も 一部 の 紫外線 の 8 0. %以上 を 透過す る 強化ガ ラ ス ゃ 合成樹脂 な ど の 材料 に て平板状 に 形成 さ れ て い ま た 、 器 具本体 2 に は ラ ン プ ソ ケ ッ ト 1 0が取 り 付 け ら れ て お り 、 こ の ラ ン プ ソ ケ ッ ト 10に は 、 光源 と し て 3 0 O n m な い し 4 0 O n m の 紫 外 線 量 を 1 0 0 0 1 m 当 た り 0 . 0 5 W以上 の 強度 で 放射す る 片 口 金形 の 高圧 ナ ト リ ゥ ム ラ ン プ 11が着脱 自 在 に 取 り 付 け ら れ、 蓋体 4 の 透光性 カ バ ー 9 に 対 向 さ れ て い る 。 こ の 高圧 ナ ト リ ゥ ム ラ ン プ 11は 、 第 5 図 に 示 す よ う に 、 可 視 光 線 お よ び 3 0 0 η π！ 〜 4 0 0 n m の 波 長 領 域 内 、 た と え ば 3 3 0 n m お よ び 3 6 5 n m に ピ ー ク 波長 を 有す る 紫外線を 含 む光線 を 照射す る も の で 、 可視光線 の ピ ー ク 波長 は 5 8 0 n m に あ る 。

さ ら に 、 器具本体 2 に は高圧 ナ ト リ ウ ム ラ ン プ 11 を 始動点灯 さ せ る 安定器が収納 さ れ た が安定器 ボ ッ ク ス 12が取 り 付 け ら れ て い る 。 な お 、 器具本体 2 内 に は、 高圧ナ ト リ ウ ム ラ ン プ 11に光学的 に対向 し て、 高圧 ナ ト リ ゥ ム ラ ン プ 11か ら 照射 さ れ る 光線 を 照射 開 口 7 へ反射 さ せ る 曲 面状の 反射体 2aが配設 さ れて い る

第 4 図 に 示 す よ う に 、 透光性 カ バ 一 9 の 外面 に は 可視光線が透過す る よ う に 形成 さ れ た 光触媒膜 13が 形成 さ れて い る 。 こ の 光触媒膜 13は 、 透光性 カ バ ー 9 の 外面 に シ リ カ （ S i 0 ₂ ) を 主成分 と す る 中 間 層 を 形成 し た 後、 こ の 中 間層 14の 表面上 に 、 ア ナ 夕 ー ゼ結 晶形 の チ タ ニ ア （ T i 0 ₂ ) を主成分 と し て 形成 さ れて い る 。 中 間層 14は 、 粒径 が 6 0 n m 〜 2 0 0 n m の シ リ 力 微粒子が 0 . 5 11 〜 2 111 厚 さ に 形成 さ れ る も の で 、 出 発素材 を M e ₃ S i N H S i M e ₃ (へ キ サ メ チ ル ジ シ ラ ザ ン ） 、 [ M e ₂ S i N H ] ₃ (へ キ サ メ チ ル シ ク ロ ト リ シ ラ ザ ン ） と す る た と え ば東 燃株式会社製 の 溶液 に 浸潰 し て 引 き 上げ乾燥 さ せ 、 8 0 °C の 温度 で焼成 し て形成 さ れ る 。 そ し て 、 こ の 中 間 層 14は 、 可 視 光 線 お よ び 3 0 0 n m 〜 4 0 0 n m の 波長領域 内 の 少 な く と も 一部 の 紫外線 の 8 0 %以上 を 透過す る 。 な お、 こ の 中 間層 14は 、 光学特 性、 触媒活性上の 影響 が な け れ ば、 特 に 設 け な く て も よ い 。

光触媒膜 13は、 有機 チ タ ン 化合物 を 主成分 と し て ア ル コ ー ル な ど の 溶剤 に 溶解 し て チ タ ン ア ル コ レ ー ト 溶液 を調 整 し た 後、 焼成 し て 形成 さ れ る 。 光触媒 膜 13は 、 少 な く と も 3 8 0 n m 〜 7 6 0 n m の 波長 領域 内 の う ち の 一部 の 可視光線 の 8 0 %以上 を透過 す る よ う に 0 , 0 1 m 〜 0 . 5 // m の 範囲 内 の 膜 厚 に 形成 さ れ る 。

さ ら に、 光触媒膜 13は、 第 6 図 （a) に示す よ う に、 若千の 光干渉作用 に よ つ て可視光線 の 透過率 の ピ ー ク 波長 が形成 さ れて お り 、 高圧 ナ ト リ ウ ム ラ ン プ 11 か ら 照 射 さ れ る 可 視 光 線 の ピ ー ク 波 長 す な わ ち 5 8 0 n m と ほ ぼ等 し い 約 5 9 0 n m に 透過 率 ピ 一 ク 波長 が あ る 干渉膜 と し て形成 さ れ て い る 。 な お 、 光触媒膜 13の ピ ー ク 波長 は 、 高圧 ナ ト リ ウ ム ラ ン プ 11な ど の 光源 の 可視光線の ピ ー ク 値 の 半値幅 の 範囲 内 に 合 わ せ れ ば よ い 。 ま た 、 膜 の 組成、 添加剤 ま た は 屈 折 率 な ど を 変 え る こ と に よ り 、 第 6 図 （ b ) 〜 (d) に 示 す よ う に 、 可視光線 の 透過率 の ピ ー ク 波長 を 5 0 0 η π！〜 6 0 0 n m の 範囲 で 変え る こ と がで き る 。 さ ら に 、 光触媒膜 13の 膜厚 を 変え る こ と に よ り 、 図 中 の 各 曲線が横軸方 向 に シ フ 卜 す る 。

次に、 第 1 の実施の形態の作用 につ い て説明す る。 ト ン ネ ル 内 に 設置 さ れ た 照 明装 置 laの 高圧 ナ ト リ ゥ ム ラ ン プ 11を 点灯 さ せ る こ と に よ り 、 高圧 ナ ト リ ゥ ム ラ ン プ 11か ら 、 ピ ー ク 波長力 5 8 0 n m の 可視 光線 お よ び 3 0 0 n m〜 4 0 0 n m の 波長領域 内 の 紫外線 を 含 む光線 が照射 さ れ る 。

こ の 高圧 ナ ト リ ウ ム ラ ン プ 11か ら の 光線 は 、 反射 体 2aで反射 さ れて 、 あ る い は 、 直接 的 に 透光性 カ バ 一 9 に 達 し 、 透光性 カ バ 一 9 や光触媒膜 13な ど を透 過 し て ト ン ネ ル 内 に 照射 さ れ る 。 こ の と き 、 透光性 カ バ ー 9 お よ び光触媒膜 13お よ び 中 間層 14な ど は 、 い ずれ も 可視光線 を 8 0 %以上透過 す る の で 、 十分 な 明 る さ で 照射 さ れ る 。

さ ら に 、. 光触媒膜 13は、 可視光線 の 透過率 の ピ ー ク 波長 が、 高圧 ナ ト リ ゥ ム ラ ン プ 11の 可視光線 の ピ ー ク 波長 と ほ ぼ等 し い 干渉膜 と し て形成 さ れ て い る た め 、 高圧 ナ ト リ ウ ム ラ ン プ 11か ら 照射 さ れ る 可視 光線 の ピ ー ク 波長 が光触媒膜 1 3を 効率 よ く 透過 し 、 十分 な 照度 が得 ら れ る 。

そ し て 、 ト ン ネ ル 内 に 設置 さ れ た 照明装 置 1 aは、 埃 や 自 動車 の 排気 ガ ス な ど の 影響 を 受 け 、 透光性 力 バ ー 9 の 外面 に 埃 や た と え ば 力 一 ボ ン 、 オ イ ル ミ ス ト 、 ァ セ ト ア ル デ ヒ ド 、 メ チ ノレ メ ル カ ル プ タ ン 、 硫 ィ匕水素 あ る い は ア ン モ ニ ア な ど の 物質が付着 す る 。 し か し 、 透光性 カ バ ー 9 の 外面 に は 光触媒膜 1 3が形 成 さ れ て い る た め 、 こ の 光触媒膜 1 3の 光触媒作用 に よ り 透光性カ バ 一 9 の外面が汚れ る の を低減で き る。

す な わ ち 、 高圧 ナ ト リ ウ ム ラ ン プ 1 1か ら 照射 さ れ る 3 0 0 n m 〜 4 0 0 n m の 波長領域 内 の 紫外線が 光触媒膜 1 3に 照射 さ れ る と 、 チ タ ニ ア 微粒子 の 内 部 に ホ ー ル を 生 じ さ せ 、 こ の ホ ー ル 力 約 3 . 0 e V の バ ン ド ギ ャ ッ プ分 の エ ネ ルギ ー だ け 電子 を 引 き 抜 く 力、 つ ま り 酸化力 を 持 ち 、 こ の ホ ー ル の 酸化 力 に よ つ て光触媒膜 1 3に 付着 あ る い 接触 し た物質 を 変化 さ せ る 。

こ れ に よ り 、 光触媒膜 1 3に 対 し て 、 汚れ を 付 き 難 く し た り 、 一度付 い た 汚れが落 ち や す く な る 効果が 得 ら れ、 透光性 カ バ ー 9 の 汚れ に よ る 光透過 率 の 低 下を抑制 で き る 。

し た が っ て 、 透光性 カ バ ー 9 の 外面 に 上述 の よ う な 物質が堆積 し て も 、 そ れ ら の 物質 の 付着 を 効果的 に 防止 し て 、 透光性 カ バ ー 9 を 介 し て照射 さ れ る 光 束 の 低下 を 防止で き 、 省エ ネ ル ギ ー 効果 を 有 し 、 透 光性 カ バ ー 9 を 拭 く な ど の 掃 除 を 頻繁 に 行 な わ ず に 済み 、 メ イ ン テ ナ ン ス を 容易 に で き る 。

さ ら に 、 光触媒膜 13a ， 13b の 可視光線 の 透過率 の ピ ー ク 波長が、 高圧 ナ ト リ ウ ム ラ ン プ 11の 可視光 線 の ピ ー ク 波長 と ほ ぼ等 し い 干渉膜 と し て形成 さ れ て い る た め 、 高圧 ナ ト リ ウ ム ラ ン プ 11か ら 照射 さ れ る 可視光線 の ピ ー ク 波長が光触媒膜 13a ， 13b を効 率 よ く 透過 し 、 十分 な 照度が得 ら れ る 。 そ の た め 、 光触媒作用 を 向上 さ せ る こ と を 目 的 と し て光触媒膜 13a , 13b の 膜厚 を 厚 く し て も 、 高圧 ナ ト リ ゥ ム ラ ン プ 11か ら 照射 さ れ る 可視光線 の ピ ー ク 波長 の 透過 率 は あ ま り 低下せ ず、 十分 な 照度 が得 ら れ る と と も に 配光分布 の 最適化 を 図れ、 照 明 効率の 低下 を 抑制 で き る 。

ま た 、 器具本体 2 お よ び蓋体 4 の 周 囲 や 反 射体 2a な ど に も 光触媒層 を 形成す れ ば、 透光性 カ バ ー 9 と 同様 に 掃除 を 頻繁 に 行 な わ ず に 済 み 、 メ イ ン テ ナ ン ス を 容易 に で き る 。

ま た 、 照 明装 置 1 aが ト ン ネ ル の 入 口 部 や 出 口 部の 近 く の 太陽光線が到達す る 場所 に 配置 さ れ た 場合や 太陽光線が 当 た る 屋外 に配置 さ れ.た場合、 太陽光線 に 含 ま れ る 紫外線 に よ り 光触媒膜 13の 光触媒作用 を よ り 向 上 さ せ る こ と が で き る 。

ま た 、 上記実施 の 形態で は 、 外面 に の み 光触媒膜 13お よ び中間層 14を設 け たが、 第 7 図に示す よ う に、 透光性 カ バ 一 9 の 内 面 お よ び外面 に 光触媒膜 13a , 13b お よ び 中 間層 14 a ， 14b を 形成 し て も よ い 。

そ し て 、 透光性 カ バ ー 9 の 内 面 の 光触媒膜 13a の 膜厚 x l お よ び外面 の 光触媒膜 13b の 膜厚 x 2 は 、 0 . 0 1 / Π！ 〜 0 . 5 m の 膜厚 の 範囲 内 で 、 内面 の 光触媒膜 13a の 膜厚 x l が薄 く 、 外面 の 光触媒膜 13b の 膜厚 x 2 が厚 く 、 x l < 2 の 関係 に 形成 さ れ て い る 。 な お、 中 間層 14a , 14b の 膜厚 は ほ ぼ同 じ に 形成 さ れ る 。

そ し て 、 光触媒膜 13a , 13b は 、 光触媒膜 13a ， 13b に 照射 さ れ る 光線 が一定 の 場 合、 膜厚が厚 い ほ ど光触媒作用 の 活性 は 高 く な る が、 可視光線 も 吸収 さ れ て 照明 効率が低下 し 、 ま た 、 光触媒膜 13 a ， 13 b の 膜厚 が一定 の 場 合 に は 、 光線 が強 い ほ ど光触 媒作用 の 活性 が高 く 、 光線が弱 い ほ ど光触媒作用 の 活性が低 く な る 特性 を 有 し て い る 。 し た が っ て、 透 光性 カ バ 一 9 の 内 面 の 光触媒膜 13a の 膜厚が薄 く て も 、 十分 な 光触媒作用 が得 ら れ る と と も に 、 高圧 ナ ト リ ゥ ム ラ ン プ 11か ら の 光線 の 吸収 が少 な く て光透 過性が よ く 、 ま た 、 透光性 カ バ ー 9 の 外面の 光触媒 膜 13b の 膜厚が厚 い こ と に よ.り 、 高圧 ナ ト リ ウ ム ラ ン プ 11か ら の 光線 の 一部が透光性 カ バ ー 9 や 内面の 光触媒膜 13a で吸収 さ れ て も 、 十分 な 光触媒作用 が 得 ら れ る 。 さ ら に 、 排気ガ ス が器具 内 に 侵入 し た り 、 器具内 の プ ラ ス チ ッ ク ゃ ゴ ム か ら 発生す る ガ ス や 水 力 ビな ど に よ り 透光性 カ バ ー 9 の 内 面 に も 前記 の よ う な 物 質が付着 す る が、 透光性 カ バ ー 9 の 内面 に も 光触媒 膜 13b が形成 さ れ て い る た め 、 こ の 光触媒膜 13b の 光触媒作用 に よ り 透光性 カ バ ー 9 の 内面 も 汚 れ る の を 低減 で き る 。

一方 、 光触媒膜 13 a ， 13b に 照射 さ れ る 光線が一 定 の 場合、 膜厚が厚 い ほ ど光触媒作用 の 活性 は 高 く な る が、 可視光線 も 吸収 さ れ て照 明 効率が低下 し 、 ま た、 光触媒膜 13a , 13b の膜厚が一定の場合に は、 光線が強 い ほ ど光触媒作用 の 活性 が高 く 、 光線が弱 い ほ ど 光触媒作用 の 活性が低 く な る と い う 光触媒膜 13a ， 13b の 特性 を 利 用 し て 、 透光性 カ バ ー 9 の 内 面 の 光触媒膜 13a の 膜厚 を 薄 く す る と と も に 外面の 光触媒膜 13b の 膜厚 を 厚 く 形成 し て い る 。 こ れ に よ り 、 透光性 カ バ ー 9 の 内面 の 光触媒膜 13a の 膜厚が 薄 く て も 、 十分 な 光触媒作用 が得 ら れ る と と も に 、 高圧 ナ ト リ ゥ ム ラ ン プ 11か ら の 光線 の 吸収が少 な く て光透過性 が よ く 、 ま た 、 透光性 カ バ ー 9 の 外面の 光触媒膜 13b の 膜厚が厚 い こ と に よ り 、 高圧 ナ ト リ ゥ ム ラ ン プ 11か ら の 光線.の 一部が透光性 カ バ ー 9 や 内 面 の 光触媒膜 13a で 吸収 さ れ て も 、 十分 な 光触媒 作用 が得 ら れ る 。 そ の た め 、 汚れ や す い 透光性 カ バ 一 9 の 外面 の 光触媒膜 13b の 光触媒作用 を 向 上 さ せ 2 る こ と も で き る 。

次 に 、 第 2 の 実施 の 形態 を 第 8 図 な い し 第 1 0 図 を 参照 し て 説 明 す る 。

第 8 図 お よ び第 9 図 に お い て 、 照 明装置 lbは 、 た と え ば ト ン ネ ル 内 の 非常駐車帯 に 配設 さ れ る も の で あ り 、 中空 の 細長 直方体 の 器具本体 21を 有 し 、 こ の 器具本体 21の 下面 に 開 口 22が形成 さ れ、 器具本体 21 の 背面 に は 取付用 の 板状 の 取付脚 23が形成 さ れ て い る o

ま た 、 器具本体 21内 に は 、 開 口 22に対 向 し て 照射 さ れ た 光線 を 開 口 22方 向 に 向 け て 反射す る 板状 の 反 射板 24が取 り 付 け ら れ る と と も に 、 こ の 反射板 24の 長手方 向 の 両端 に は そ れ ぞれ対 向 し て対を な す ラ ン プ ソ ケ ッ ト 25が 2 つ ず つ 取 り 付 け ら れて お り 、 こ れ ら ラ ン プ ソ ケ ッ ト 25間 に は、 光源 と し て の 直管形の 蛍光 ラ ン プ 26が着脱 自 在 に 取 り 付 け ら れ る 。

の 蛍光 ラ ン プ 26は 、 第 1 1 図 に 示す よ う に 、 可 視光線 お よ び 3 0 0 n m〜 4 0 0 n m の 波長領域 内 の 紫外線 を 含 む光線 を 照射す る も の で、 可視光線の ピ 一 ク 波 長 は 5 0 0 n m - - 6 0 0 n m の 範 囲 の 約

5 5 O n m に あ る 。 具体的 に は 、 3 9 5 n m 以下の 紫外線 は 比 ェ ネ ル ギ 一 で表す と 微量 な の で 第 1 1 図 に 示す グ ラ フ 上 に は 現 れ な い が、 3 波長発光形 の 蛍 光 ラ ン プ の 場 合、 1 0 0 0 1 m 当 た り 0 . 0 5 W出 力 さ れ て い る 。 ま た 、 F L 4 0 Wの 場合、 3 5 0 0 l m の 出 力 力 あ り 、 0 . 1 1 Wで あ る 。 な お 、 ハ ロ り ん 酸 カ ル シ ウ ム 蛍光体 な ど を 使用 し た 白 色 の 蛍光 ラ ン プ の 場合、 1 0 0 0 1 m 当 た り 0 . 1 0 3 Wの 出 力 力 あ り 、 F L 4 0 Wの 場 合、 3 0 0 0 1 m の 出 力が あ り 、 0 . 3 1 Wで あ る 。 こ の よ う に 、 紫外線 量が少 な く 光触媒作用 が少 な い 場 合 に は 、 適宜紫外 線を 発光す る 蛍光体 を 混合す る こ と に よ り 所望 の 量 の 紫外線 を 得 る こ と が で き る 。

な お 、 蛍光 ラ ン プ 26は 、 水銀 お よ び ア ル ゴ ン な ど の 不活性 ガ ス の 希 ガ ス が封入 さ れ る と と も に 、 図示 し な い 内 部 に 形成 さ れ た 蛍光体層 を 、 水銀か ら 放 出 さ れ た 紫外線 に よ り 励起 さ れて可視光線 に 変換す る 3 波長形蛍光体で形成 さ れて い る 。

そ し て 、 こ の 3 波長形蛍光体 は 、 た と え ば 6 1 0 n m 付 近 に ピ ー ク 波 長 を 有 す る 赤 系 蛍光 体 と し て Y ₂ 0 ₃ ： E u ³ 5 4 0 n m付近 に ピ ー ク 波長を 有 す る 緑 色 蛍 光 体 と し て （ L a , C e ， T b ) P 0 ^ , 4 5 O n m 付近 に ピ ー ク 波長を 有す る 青色 蛍光体 と し て B a M g ₂ A 1 ₁₆0 ₂₇ ： E u ^{2 +}が用 い ら れ て い る 。

な お 、 蛍光体層 に は 、 3 0 0 n m 〜 4 1 0 n m の 蛍光体 を 混 合体 さ せ て 形成 し て も よ い 。 紫外線発光 蛍光体 は 、 混合比が 1 〜 1 0 重量 ％ で ユ ー ロ ピ ウ ム 付活 ア ル カ リ 土類金属 ホ ウ 酸塩、 鉛付活 ア ル カ リ 土 類 ゲ イ 酸塩、 ユ ー ロ ピ ウ ム 付活 ア ル カ リ 土類金属 リ ン 酸塩、 セ リ ウ ム 付活希土類 り ん 酸塩、 ま た は 、 ュ 一 口 ピ ウ ム 付活 ア ル 力 リ 土類金属 ホ ウ 酸塩 に ハ ロ ゲ ン が添加 さ れ た 蛍光体 の 少 な く と も 1 種類以上が用 い ら れ る 。 そ し て 、 ユ ー ロ ピ ウ ム 付活 ア ル カ リ 土類 金属 ホ ウ 酸塩 と し て は 、 た と え ば 3 6 8 n m に ピ ー ク 波長 を 持 つ S r B ₀ 0 ₄ ： E u ² +が有効で あ り 、 鉛付活 ア ル 力 リ 土類 ゲ イ 酸塩 と し て は 3 7 0 n m に ピ ー ク 長 を 有 す る （ B a ， S r , M g ) ₃ S i ₂ 0 _? ： P b ² 'や 3 5 0 n m に ピ ー ク 波長 を持 つ B a S i ₂ 0 ₅ ： P b ^{2 +}な ど 力 好適で、 ユ ー ロ ピ ゥ ム 付活 ア ル 力 リ 土類金属 り ん 酸塩 と し て は 3 8 0 n ir！ 〜 3 9 5 n m に ピ ー ク 波 長 を 有 す る ( S r M g ) 。 P 0 ₇ ： E u ²⁺な ど が有効で あ る 。 セ リ ウ ム 付活希土類 り ん 酸塩 と し て は 、 3 5 7 n m付近 に ピ ー ク 波長 を 有す る Y P 0 ₄ ： C e ³ 'な ど が好適で あ る 。

な お 、 蛍光 ラ ン プ 26は 、 3 波長発光形 に 限 ら ず、 ノヽ ロ り ん 酸 カ ル シ ウ ム 蛍光体 あ る い は そ の 他 に 用 い ら れて い る 蛍光体 を 用 い て も 同様 の 効果 を 得 る こ と がで き る と と も に 、 直管形 に 代 え て環形 あ る い は コ ン パ ク ト 形 を 用 い て も 同様の 効果 を 得 る こ と がで き る

ま た 、 開 口 22に は 平板状 の 強化 ガ ラ ス 製 で可視光 線 お よ び 3 0 0 n m 〜 4 0 0 n m の 波長領域 内 の 少 な く と も 一部 の 紫外線 の 8 0 %以上 を透過す る 基材 で あ る 平板状 の 強化 ガ ラ ス 製 の 透光性 カ バ ー 2 7が枠 体 28に 保持 さ れ て 開 口 22の一側 に 設 け ら れ た 蝶番 2 9 に よ り 開 閉可能 に 取 り 付 け ら れ、 開 口 2 2の 他側 に 設 け ら れ た ラ ツ チ 3 0に て 、 透光性 カ バ 一 2 7お よ び枠体 28が開 口 2 2を 閉塞 し た 状態で 、 枠体 28が器具本体 2 1 に 保持 さ れ る 。

さ ら に 、 透光性 カ バ 一 2 7の 外面 に は、 第 1 の 実施 の 形態 の 第 4 図 に 示 す 場合 と 同様 に 、 中 間層 お よ び 光触媒層 が積層形成 さ れ て い る 。 こ の 光触媒膜 の 可 視光線 の 透過率の ピ ー ク 波長 は 、 蛍光 ラ ン プ 2 6か ら 照射 さ れ る 可視光線 の ピ ー ク 波長 と ほ ぼ等 し く 形成 さ れ、 蛍光 ラ ン プ 2 6か ら 照射 さ れ る 可視光線 の ピ ー ク 波長が光触媒膜 を 効率 よ く 透過 し 、 十分 な 照度が 得 ら れ る 。 な お 、 第 1 の 実施 の 形態 と 同様 に 、 第 7 図 に 示 す よ う に 、 透光性 カ バ 一 2 7の 内面 お よ び外面 に 、 中 間層 お よ び光触媒層 を そ れ ぞ れ積層形成 し て も よ い 。

そ し て、 こ の 第 2 の 実施 の 形態 も 、 蛍光 ラ ン プ 2 6 を点灯 さ せ る こ と に よ り 、 あ る い は太陽光線 に よ り 、 第 1 の実施の形態 と 同様の作用 お よ び効果を奏す る。 な お 、 こ の 第 2 の 実施 の 形態 で は 、 3 波長 の 可視光 線 お よ び紫外線 を.発光す る 蛍光 ラ ン プ 2 6を 用 い て い る た め 、 高演色性 も 得 ら れ る 。

な お 、 直管形 の 蛍光 ラ ン プ に 代 え て、 環形 あ る い は コ ン パ ク ト 形 の 蛍光 ラ ン プ を 用 い て も 同様 の 効果 を得 る こ と が で き る 。 ま た 、 器具 本体 21の 周 囲 に も 第 1 の 実施 の 形態 で 記載 し た よ う に 、 光触媒層 を 形 成 し メ ィ ン テ ナ ン ス を 容易 に し て も 良 い 。

次 に 、 第 3 の 実施 の 形態 を 第 1 2 図 な い し 第 1 6 図 を 参照 し て 説 明 す る 。

第 1 2 図な い し 第 1 6 図 に お い て、 照明装置 lcは、 ポ ー ル 41の 先端 に 取 り 付 け ら れ、 た と え ば高速道路 あ る い は 一般道路 に 沿 っ て配設 さ れ、 あ る い は 、 サ — ビス エ リ ァ ま た はパ ー キ ン グェ リ ァ に配設 さ れる。

照明 装置 lcは 、 平面 ほ ぼ長 円 形状 の 器具本体 42を 有 し 、 こ の 器具本体 42の 基端 に は ポ ー ル 41に 取 り 付 け る た め の ポ ー ル支持部 43が形成 さ れて い る 。 ま た、 器具本体 42の 先端側 に は下面 に 向 け た 開 口 44が形成 さ れ、 器具 本体 42の 内 面 に は こ の 開 口 44に 対 向 し て 照射 さ れ た 光線 を 開 口 44方 向 に 向 け て反射す る 複数 の 反射板 45， 46が取 り 付 け ら れ る と と も に 、 こ れ ら 反射板 45, 46の 基端側 に は ラ ン プ ソ ケ ッ ト 47が ラ ン プ ソ ケ ッ ト 取付板 48を 介 し て取 り 付 け ら れ て お り 、 こ の ラ ン プ ソ ケ ッ ト 取付板 48に も 基端側 へ照射 さ れ た光線 を 反 射す る 反射板 49が取 り 付 け ら れ て い る 。

ラ ン プ ソ ケ ッ ト 47に は 、 光源 と し て の H I D ラ ン プで あ る 高 圧,水銀 ラ ン プ 50が着脱 自 在 に 取 り 付 け ら れ る 。 こ の 高圧水銀 ラ ン プ 50は 、 第 1 6 図 に 示す よ う に 、 可視光線 お よ び 3 0 0 n m 〜 4 0 0 n m の 波 長領域 内 、 た と え ば 3 3 0 n m お よ び 3 4 5 n m に ピ ー ク 波長 を 有す る 紫 外線 を 含 む 光線を 照射 す る も の で、 可視光線 の ピ ー ク 波長 は 5 0 O n n！ 〜 6 0 0 n m の 範囲 の 約 5 6 0 n m に あ り 、 3 0 0 n m な い し 4 1 0 n m の 波長 領域 内 の 光 を 可視光線 1 0 0 0 l m 当 た り 0 . 0 5 W以上の 強度 で 照射す る 。

ま た 、 開 口 44に は 基材で あ る ほ ぼ半球状 の 硬質 ガ ラ ス 製 の グ ロ ー ブ と し て の 透光性 カ バ 一 51が枠体 52 に 保持 さ れ て 開 口 44の 先端側 の 器具本体 42に 設 け ら れ た蝶番 53に よ り 開 閉可能 に 取 り 付 け ら れ、 開 口 44 の 基端側 の 器具本体 42に 設 け ら れ た ラ ッ チ 54に て、 透光性 カ バ ー 51お よ び枠体 52が開 口 44を 閉塞 し た状 態で、 枠体 52が器具 本体 42に 保持 さ れ る 。 さ ら に、 器具本体 42に は 、 枠体 52を器具本体 42に 閉 塞 し た 伏 態 で 液密 に シ ー ル す る パ ッ キ ン 55が取 り 付 け ら れて い る 。

さ ら に 、 透光性 カ バ ー 51の 外面 に は、 第 1 の 実施 の 形態 の 第 4 図 に 示す 場合 と 同 様 に 、 中 間層 お よ び 光触媒層 が積層形成 さ れて い る 。 こ の光触媒膜の 可 視光線 の 透過率の ピ ー ク 波長 は 、 高圧水銀 ラ ン プ 50 か ら 照射 さ れ る 可視光線 の ピ ー ク 波長 と ほ ぼ等 し く 形成 さ れ、 高 圧水銀 ラ ン プ 50か ら 照射 さ れ る 可視光 線 の ピ ー. ク 波長 が光触媒膜を 効率 よ く 透過 し 、 十分 な 照度 が得 ら れ る 。 な お 、 第 1 の 実施の 形態 と 同様 に 、 第 7 図 に 示す よ う に 、 透光性 カ バ一 51の 内面 お よ び外面 に 、 中 間層 お よ び光触媒層 を そ れ ぞ れ積層 形成 し て も よ い 。

そ し て 、 こ の 第 3 の 実施 の 形態 も 、 高圧水銀 ラ ン プ 50を 点灯 さ せ る こ と に よ り 、 あ る い は 太陽光線 に よ り 、 第 1 の 実施 の 形態 と 同 様 の 作用 お よ び効果を 奏す る 。

な お 、 ポ ー ル 4 1お よ び器具本体 4 2な ど の 表面 の 塗 装面 お よ び金属面 に 光触媒層 を 形成 し 、 セ ル フ ク リ 一 二 ン グ作用 を 持 た せ る よ う に し て も 良 い 。 特 に 、 屋外 の 場合 は 、 雨水 に よ っ て 汚染物質の 分解成分が 流れ落 と せ る た め 、 セ ル フ ク リ ー ニ ン グ効果が顕著 で あ る 。

ま た 、 上述 の い ず れ の 実施 の 形態 に お い て も 、 第 7 図 に 示す よ う に 、 光触媒膜 を 透光性 カ バ ー の 内 面 お よ び外面 に 設 け 、 太 陽光線が照射 し な い 屋 内 あ る い は ト ン ネ ル な ど に 配設す る 場合 に は 、 透光性 カ ノく 一 の 内 面の 光触媒膜 の 膜厚 を 薄 く す る と と も に 外面 の 光触媒膜 の 膜厚 を 厚 く し て 、 蛍光 ラ ン プ か ら の 光 源の 光 を 内 部 で 吸収す る こ と を 防止 す る 。 反対 に 、 た と え ば太 陽光線 が透光性 カ バ ー の 外面側 か ら 照射 さ れ る よ う な 構造 や 設 置状態 に あ る 場合 に は 、 透光 性 カ バ ー の 内 面 の 光触媒膜 の 膜厚 を 厚 く す る と と も に 外面 の 光触媒膜.の 膜厚 を 薄 く し 、 透光性 カ バ ー の 外面 の 光触媒膜 の 膜厚 が薄 く て も 、 十分 に 大 き な ェ ネ ル ギが得 ら れ る 太陽光線 に よ り 十分 な 光触媒作用 が得 ら れ る と と も に 、 透光性 カ バ ー の 外側 で 太陽光 線 の 吸収 が少 な く て 光透過性が よ く 、 透光性 カ バ 一 の 内面 の 光触媒膜 の 膜厚が厚 い こ と に よ り 、 太陽光 線 の 一部が透光性 カ バ ー や外面 の 光触媒膜で 吸収 さ れて も 、 十分 な 光触媒作用 が得 ら れ る 。

し た が っ て 、 設 置場所や構造 に よ り 透光性 カ バ 一 の 内 面 の 光触媒膜 の 膜厚 と 外面 の 光触媒膜の 膜厚 と を異 な ら せ る こ と に よ り 、 透光性 カ バ ー の 内 外面の 光触媒作用 と 照 明 効率 の 最適化 を 図れ る 。

ま た 、 透光性 カ バ ー の 外表面 に 形成 さ れ た 光触媒 膜 に は 3 0 0 n m な い し 4 1 0 n m の 波長領域 内 の 光 を 到達 さ せ な け れ ば な ら な い 力 、 3 0 0 n m な い し 4 1 0 n m の 波長領域内 の 光 は 内 表面 に 形成 さ れ た 光触媒膜 で ほ と ん ど 吸収 さ れず に 一部が透過す る よ う な 放射照度 に 調整 す れば よ く 、 放射照度 は光源 の 選択、 光源 と 透光性 カ バ ー と の 間 の 距離 な ど を 設 定す る こ と な ど に よ り 調整で き る 。

次 に 、 第 4 の 実施 の 形態を 第 1 7 図を参照 し て説 明 す る 。

第 1 7 図 に 示す よ う に 、 光源 と し て の 蛍光 ラ ン プ 61は 、 』 1 3 規格 で ？ し 4 0 3 5 と 表示 さ れ る 定格 電力 3 7 W の 低圧 水銀蒸気放電 ラ ン プで、 透光性気 密材料製 の 気密容器 と し て の ソ ー ダ ラ イ ム ガラ ス の ガ ラ ス バ ル ブ 62を 有 し 、 こ の ガ ラ ス バ ル ブ 61は バ ル ブ外径が 2 8 m m 、 管長 1 1 9 8 m m程度 の 大 き さ で、 3 O O n m 以上 の 紫外線 を 含 む光を透過す る 。 ま た 、 こ の ガ ラ ス ノ ル ブ 61の 両端部 は ス テ ム 63， 63 に よ り 封止 さ れ、 こ れ ら ス テ ム 63に は、 リ ー ド線 64 が気密 に 導入 さ れ、 こ の リ ー ド線 64の 内 端 こ は タ ン グ ス テ ン ワ イ ヤ な ど に よ り 二 重 ま た は 三 重 コ ィ ノレ に 巻回 さ れ た フ ィ ラ メ ン ト 電極 65が装着 さ れて お り 、 こ の フ ィ ラ メ ン ト 電極 65に は 図示 し な い エ ミ ッ タ が 被着 さ れ て い る 。

さ ら に 、 ガ ラ ス バ ル ブ 62の 内 面 に は、 た と え ば 3 波 長 発 光 形 蛍 光 体 を 主 成 分 と し 、 必 要 に 応 じ て 3 0 0 n m 〜 4 1 0 n m の 間 に ピ ー ク 発光 を 呈す る 蛍光体 を 混合 し た 蛍光体層 66が被着 さ れ、 ま た、 ガ ラ ス バ ル ブ 62の 外周 面 に は実質 的全面 に 亘 り 発光 さ れ る 可視光線 の ピ ー ク 波長 と 透過率 の ピ ー ク 波長が ほ ぼ等 し い 光触媒膜が形成 さ れ て い る 。 な お 、 ガ ラ ス バ ル ブ 62の 内面 に ア ル ミ ナ な ど の 保護膜 を 形成 し て こ の 保護膜 を 介 在 さ せ て蛍光体層 66を 形成 し て も 良 い 。

ま た 、 ガ ラ ス バ ル ブ 62の 両端 に は 口 金 68が取 り 付 け ら れ、 こ れ ら 口 金 68に は そ れ ぞ れ リ ー ド線 64に 電 気的 に 接続 さ れ た 口 金 ピ ン 69が設 け ら れて い る 。

な お 、 こ の 場合 も 3 波長発光形蛍光体 と し て は、 上述の 場合 と 同様 に 、 次 の も の を 用 い る こ と がで き る 。 ま ず、 た と え ば 6 1 0 n m 付近 に ピ ー ク 波長を 有す る 赤系蛍光体 と し て は Y ₂ 0 ₃ ： E u ^{3 +}を用 い、 5 4 O n m 付近 に ピ ー ク 波長 を 有 す る 緑系蛍光体 と し て は （ L a , C e ， T b ) P 〇 ₄ を用 い 、 4 5 0 n m付近 に ピ ー ク 波長 を 有す る 青系蛍光体 と し て は B a M g ₂ A 1 ₁₆0 ₂₇ ： E u ^{2 +}を 用 い 、 紫外線発光 蛍光体 と し て は ユ ー ロ ピ ウ ム 付活 ア ル 力 リ 類金属 ホ ゥ 酸塩、 鉛付活 ア ル カ リ 類 ゲ イ 酸塩、 ユ ー ロ ピ ウ ム 付活 ア ル カ リ 土類金属 り ん酸塩、 ま た は、 ユ ー ロ ピ ゥ ム 付活 ア ル 力 リ 土類 金属 ホ ウ 酸塩 に ハ ロ ゲ ン が添 叫 さ れ た蛍光体 の 少 な く と も 1 種類以上を 用 い る こ と がで き る 。 そ し て 、 ユ ー ロ ピ ウ ム 付活 ア ル カ リ 土 類金属 ほ う 酸塩 と し て は 、 た と え ば 3 6 8 n m に ピ ー ク 波長を も つ S r 8 ^ 0 7 ： Ε ΙΙ ^2ίが有効であ り 、 鉛付活 ア ル 力 リ 土類 ゲ イ 酸塩 と し て は 3 7 0 n m に ピ ー ク 波 長 を も つ （ B a ， S r , M g ) ₀ S i ₂ 0 _? ： P b ^{2 T}や 3 5 0 n m に ピ ー ク 波長 を も つ B a S i ₂ 0 ₅ ： P b ² +な どが好適であ り 、 ま た、 ユ ー ロ ピ ウ ム 付活 ア ル カ リ 土類金属 ア ル ミ ン 酸塩 と し て は 3 5 8 n m〜 3 6 O n m に ピ ー ク 波長 を も つ も の な ど が有効で あ る 。 な お、 紫外線発光蛍光体 と し て は 、 S r B _A 0 _? ： E u ^{2 +}を 用 い 、 混合比 は蛍 光体層 66の 1 〜 1 0 質量 ％ の 割 合 で あ る 。

さ ら に 、 ガ ラ ス バ ル ブ 62内 に は 所定量の 水銀 と ァ ル ゴ ン な ど の 不活性 ガ ス が封入 さ れ て い る 。

上記いずれの 実施の形態の 場合に も 、 光触媒膜は、 可視光線を透過す る よ う に形成 さ れ る も の で あ れば、 材 料 は 制 限 さ れ な い 力く 、 望 ま し く は チ タ ニ ア ( T i 0 ₂ ) を主成分 と す る 膜 と す る 。 さ ら に 、 ゾ ル ー ゲ ル法、 C V D 法、 蒸着法 な ど に よ っ て 形成で き る 力く、 チ タ ニ ア ア ル コ キ シ ド を デ ィ ッ プ コ 一 テ ィ ン グ法 に よ っ て膜形成面 に 塗布 し て 被着 さ せ た後、 乾燥 さ せ 、 約 6 5 0 °C 〜 8 0 0 °C の 温度 で約 3 0 秒 〜 5 分 間 焼 成 し 、 膜 厚 を ほ ぼ 0 . 0 1 ^ m な い し 0 . の 範囲 内 と し て あ る 。 な お、 基材 の 両面 に 光触媒膜 を 形成す る 際 に は 、 デ ィ ッ プ コ 一 ト 法 に よ れ ば容易 に 両面 の 膜厚 を 略均一 に で き る 。 ま た 、 た と え ば貴金属 の 存在下 ま た は 不存在下で反 応生成 し た チ タ ン ア ル コ キ シ ド を加水分解 し て 所望 の 酸化 チ タ ン を 形成 し て も よ く 、 こ の 場 合 の 酸化 チ タ ン 膜 は 透明度が高 く 、 し か も 薄 く て緻密 な 膜 に で き る 。

さ ら に 、 光触媒膜 の 酸化 チ タ ン の 結晶性 は 、 焼成 温度が約 6 5 0 °C 〜 8 0 0 °C の と き に ア ナ タ ー ゼ形 が顕著 と な り 、 約 4 0 0 °C で は ア モ ル フ ァ ス （非晶 質） と ア ナ タ ー ゼ形 の 混成状態 に 、 約 9 0 0 °C で は 球状 の 結 晶粒が成長 し て ア ナ タ ー ゼ形 と ル チ ル形 と の 混成状態 に そ れ ぞ れ形成 さ れ、 こ れ ら 以外 の 方法 に よ っ て も 形成可能 で あ る 。

す な わ ち 、 チ タ ン ア ル コ キ シ ド に て光触媒膜 を形 成す る と き 、 4 0. 0 °C と い う 低 い 焼成温度 で は 、 膜 は ま だ 結晶 化が進 ま ず大部分が ガ ラ ス 質の 状態で あ る 。 ま た 、 焼成温度 を 上 げ て い く と 結晶化が進み 、 第 1 8 図 に 示 す よ う に 、 6 5 0 °C か ら 8 0 0 °C で ァ ナ タ 一 ゼ形結晶 の 比率 が最高 に な る 。 ま た 、 8 0 0 °C を超 え て 焼成温度 を 高 く す る と 結晶構造が ル チ ル 形 に 変化 し 、 結晶粒界 が成長 し て 散乱が生 じ る こ と か ら 可視光透過率 が低下す る と と も に 、 光触媒効果 も 低下 す る 。

さ ら に 、 光触媒膜 は 、 有機 チ タ ン 化合物 を 主成分 と し て ァ ノレ コ ー ノレ な ど の 溶剤 に 溶解 し て チ タ ン ア ル コ レ 一 ト 溶液を調整 し た後、 デ ィ ッ プ コ一テ ィ ン グ、 す な わ ち チ タ ン ア ル コ レ ー 卜 溶液 中 に基材で あ る 透 光性 カ バ ー を 浸潰 し て 一定速度 で 引 き 上 げ た 後、 約 8 0 0 °Cで焼成 し て ほ ぼ同 じ 膜厚で両面に形成 さ れ、 こ う し て得 ら れ た 光触媒膜 は 可視光透過率が高 い の で 、 透光性 カ バ ー に 光触媒膜 を 形成 し て も 可視光線 の 照射量が低下す る こ と が な い 。 し た が っ て 、 ア ナ タ ー ゼ形酸化 チ タ ン が増加す る こ と に よ り 、 屈折率 が低 く い た め 必要 な 光 の 損失 が低 く 、 光触媒活性 に 必要 な 紫外線 の 吸収量 が大 き く な る こ と が相乗 し て 光触媒効果が大 き く な り 、 必要 に 応 じ て可視光透過 率 ま た は 光触媒活性 が大 き く な る よ う に ア ナ タ ー ゼ 形結晶 比率 を 変化 さ せ て 、 最適温度 で焼成す れ ば良 こ こ で 、 ア ナ タ ー ゼ.形酸化 チ タ ン が主成分 と は、 光触媒膜 の 全成分中 、 X 線解析法 に よ っ て 測 定 し た 値を換算 し て 得 ら れ る 相対比率 で 5 0 重量％ 以上の も の を い う 。 な お 、 光触媒作用 は 酸化 チ タ ン 以外で も 知 ら れ て い る が、 光触媒作用 が 強 く 、 無色透明 な 膜 を 得 る こ と がで き る と い う 理 由 か ら 、 ア ナ タ ー ゼ 形酸化 チ タ ン が好 ま し い 。 な お 、 副成分 と し て は ァ ナ タ ー ゼ形酸化チ タ ン 以外の既知の各種光触媒物質、 た と え ばルチ ル形 ま た は ア モ ル フ ァ ス 状の T i 0₂ 、 Z n O 、 W 0 ₃ 、 L a R h 0 ₃ F e 。 0 ₃ 、 F e T i 〇 ₃ 、 S r T i O 。 、 C e 〇 ₂ 、 T b ₉ 0。 、 M g O、 E r 〇 ₃ 、 C d F e 〇 ₄ 、 C d S e 、 G a A s 、 C a P、 T b 〇 ₂ な ど と 、 光 触媒作用 を 助長す る 貴金属、 た と え ば P t 、 A g、 P d、 A u な ど ま た は そ の 化合物 も し く は 微粒子お よ び そ の 他 ゼォ ラ イ ト な ど の 適宜 の 物質が あ る 。 な お 、 平均粒径 1 /z m 以下、 望 ま し く は 0 . 0 5 m な い し 0 . 2 m の T i 0 ₂ の 微粒子を バ イ ン ダ ー 成分 に て基材 と な る 透光性 カ バ 一 の 両面 に 分散 さ せ て 形成 し て も 同様 の 効果 を得 る こ と がで き る 。

ま た 、 上記 い ずれ の 実施の 形態 に お い て も 、 光触 媒膜 に は 干渉膜 を 用 い た が、 い ず れ の 場合 に も 可視 光線 の 光干渉が発生 し な い よ う に 形成 し た 光触媒膜 を 用 い て も よ い 。 そ し て 、 良好 な 可視光透過率が得 ら れ る よ う に 形成 し た こ の 実施 の 形態の 光触媒膜 の 分光 ス ぺ ク ト ル を 調 べ る た め の 実験 を行 な っ た 。

ま ず、 光触媒膜 の 成分 の 屈 折率 に 基づ い て 可視光 線 の 干渉が起 き な い 膜厚 の 範囲 に 光触媒膜 を 形成す る 。 こ こ で は 、 厚 さ 約 4 m m の ソ ー ダ ラ イ ム ガ ラ ス の 板状 の 基 材 の 一面 に チ タ ン ア ル コ キ シ ド に て得 ら れ た酸化 チ タ ン 膜 の 光触媒膜 を 6 5 0 °C か ら 8 0 0 °C で焼成 し て 、 膜厚 0 . 0 5 // m 〜 0 . 0 7 /2 m の 光触媒膜 を 有す る 光触媒体 の サ ン プ ル を 形成 し た。 な お、 ソ 一 ダ ラ イ ム ガ ラ ス は 、 第 1 9 図 に 示 す よ う に 、 3 0 0 n m な い し 4 1 0 n m の 少 な く と も 一部 の 波長領域 内 の 光、 す な わ ち 3 5 0 n m以上 の 光の 透過率が 8 0 % 以上 で あ る 。

次 に 、 こ の 光触媒体 の サ ン プ ル の 他面 か ら 重水素 ラ ン プ お よ びハ ロ ゲ ン ラ ン プ の 光 を 照射す る 。 こ の と き 、 光 触 媒 膜 の 形 成 面 か ら 透 過 し た 波 長 3 6 5 n mの 強度 は 0 . O l m W Z c m ² であ っ た。 な お、 サ ン プ ル の 他面 か ら 光触媒膜 に 到達す る 波長 4 1 0 n m以下 の 光 の 強度 は 0 . O l m W / c m ² 以上で あ れ ば、 光触媒膜 は 十分 な 防汚作用 を 発揮す る こ と が他の 実験 に よ り 確認 さ れ た 。

ま た 、 サ ン プ ル と 、 光触媒膜が形成 さ れ て い な い 同種 の ガ ラ ス 基材 と を 透過 し た 光 を 分光測定器 （ 島 津製作所製 形番 U V 2 4 0 0 P C ) に よ り そ れ ぞ れ測定 し 、 サ ン プ ル を 透過 し な い と き の 分光 ス ぺ ク ト ノレ を 1 0 0 % と し て 各波長 の 透過率を 求 め る 。 そ し て 、 第 2 0 図 は ガ ラ ス 基材 に 光触媒膜 を形成 し た サ ン プ ル の 分光 ス ぺ ク ト ル を 示 す グ ラ フ で 、 第 2 1 図 は 第 2 0 図 か ら ガ ラ ス 基材 の み の 分光 ス ぺ ク ト ル を 差 し 引 く こ と に よ っ て得 ら れ た光触媒膜 の み の 分光 ス ぺ ク ト ル を 示 す表す グ ラ フ で あ る 。

こ れ ら 第 2 0 図 お よ び第 2 1 図 に 示す よ う に 、 可 視光領域 に お け る 干渉 ピ ー ク は ほ と ん ど 見 ら れず、 光触媒膜 に よ る 光干渉の発生を極力低減で き て い る。 ま た 、 第 2 1 図か ら こ の と き の 光触媒膜 の み の 波長 5 5 0 n m の 可視光透過率が約 8 5 %で あ り 、 光触 媒膜 の み の 紫外線透過率が約 6 2 % で あ る こ と がわ か る 。 し た 力 つ て 、 こ の 範囲 内 で あ れ ば、 十分 な 光 触媒活性 が得 ら れ る と と も に 、 可視光透過率 も 高 い こ と が確認 さ れ、 波長 5 5 0 n m の 可視光透過率が 基材 を 除 く 光触媒膜 の み で 8 3 % 以上で あ り 、 紫外 線透過率が基材を 除 く 光触媒膜 の み で 6 8 %以下で あ れ ば よ い 。

ま た 、 基材 の 少 な く と も 一部 の 領域 に 形成 さ れ た 光触媒膜 の 膜厚 は 、 0 . 0 1 z m な い し 0 . 3 / m の 範囲 内 と し た の は 、 膜厚が 0 . Ο ΐ μ πι を 下回 る と 光触媒膜 に よ る 光 の 吸収が極端 に 低下 し 、 光触媒 膜を 必要 な 範囲で な る べ く 均一 に 形成す る こ と が困 難 と な り 、 光触媒 の 活性が低下 し 、 反対 に 、 膜厚が 0 . 3 m を 超え る と 可視光線 の 光干渉 に よ り 虹色 の干渉色が発生す る 度合いが大 き く な る ため であ る。 な お 、 こ の 光 干 渉 を さ ら に 抑 え る に は 、 膜 厚 を 0 . l iz m 以下 と す る の が好 ま し く 、 光触媒膜が酸 ィ匕 チ タ ン を 主成分 と し た 場合、 屈 折率が 2 . 0 の と き に 可 視光線 の 光 干 渉 が 起 き な い 膜 厚 が 0 . 0 1 m な い し 0 . l m の 範囲 で あ り 、 こ の 膜厚 に な る よ う に 可視光透過率 ま た は 光触媒活性が大 き く な る よ う な 最適 な 温度 で 焼成す る 。 ま た 、 光触媒膜の 屈 折率 を 調 整す る こ と で光干渉作用 を抑制 す る こ と も で き る 。 た と え ば 、 基 材 が ガ ラ ス の 場 合 、 T i 0 ₂ を 主体 と し た 光触媒膜 の 方 が屈折率 が大 き い の で 、 光 干 渉 作 用 が 起 き や す い が 、 T i 0 ₉ に S i 0 ₉ な ど の 低屈 折率材料 を 混入 す る こ と に よ つ て 、 屈 折率 を 小 さ く す る こ と が で き 、 こ れ に よ つ て 光干渉作用 を 抑 え る こ と も 可能で あ る 。

こ の よ う に 第 2 0 図 お よ び第 2 1 図 に 示す 光触媒 膜 を 用 い れ ば、 光触媒膜 は可視光線 が干渉 し な い よ う に 形成 さ れ て い る た め 、 裏面か ら た と え ば蛍光 ラ ン プの 光が入射 さ れ て も 、 光触媒 膜 を透過 し た 光 に は ほ と ん ど光干渉が発生せず、 虹色 が発生せ ず、 無 色透明 で あ る こ と が確認で き た 。

ま た 、 照 明装置 の 汚 れ防止す る た め に は 光源 と し て で き る だ け 4 1 0 n m 以下 の 波長 の 光が多 い も の を 使用 す る の が望 ま し い が、 光 の 放射束を 増 や し た 場合、 可視光線の 光束 が減少 し て 照 明効果 が損 な わ れ る の で 、 実使用 状態 で の 汚れ の 付着速度 は そ の 条 件 に よ り 異 な り 、 汚 れ を 分解す る の に必要 な 放射照 度 も 異 な っ て く る 。

こ こ で、 3 0 O n m な い し 4 1 0 n m の 波長領域 内 の 放射束 を 可視光線 1 0 0 0 1 m 当 た り 0 . 0 5 w以上 と 規定 し た 理 由 と し て は 、 実験 に よ り 各種光 源 の 排気 ガ ス の 汚 れ の 分解能力 を 求 め 、 能力 の 高 い も の を 選定 し た こ と に よ る 。 な お 、 光源 は 明 る さ お よ び放射束 を 落 と さ ず に 、 ガ ラ ス ま た は プ ラ ス チ ッ ク の 外 囲器 を 変 え て 実験 し た 。 な お 、 3 0 0 n m な い し 4 1 O n m の 波長領域 内 の 光 は 、 い わ ゆ る 近紫 外線 お よ び一部の 可視光線を 含ん で お り 、 可視光線 は 3 8 0 n m な い し 7 8 0 n m の 波長領域 の 光で あ

O

実 験 結 果 は 第 ] 表 の 通 り で あ る 。 な お 、 放 射 束

( W ) は 可視光線 1 0 0 0 1 m 当 た り の 3 0 0 n m な い し 4 1 O n m の 波長領域内 の 光を 測定 し た 。

こ の 第 1 表 の 結果 よ り 自 動車 の 排気ガ ス に よ る ガ ラ ス の 汚 れ を 分解 し 、 照明 の 効率 を 落 と さ な い よ う に す る た め に は 1 0 0 0 l m 当 た り 0 . 0 5 W以上 の 放射束が あ れば十分 で あ る 。 そ し て 、 透過 し た 4 1 O n m以下 の 波長 の ェ ネ ル ギ強度 が 0 . 0 1 m W Z c m ² 以上 で あ れ ば、 光触 媒膜 を 必要 な 程度 に 活性化す る の で 、 光触媒膜 と し て 所望 の 汚 れ分解力 を 発揮す る 。 そ し て 、 光触媒膜 に オ イ ル ミ ス ト な ど の 油脂成分 や カ ー ボ ン 、 埃 お よ ぴ ゴ ミ な ど が堆漬 し て も 、 こ れ ら 有桜物の 付着 を 効 果 的 に 防止 し 、 内 表面 に 水分 や 内 部部品 か ら の 飛散 物質が 吸着 し た り 、 吸着物質、 た と え ぼ た ば こ の ャ 二 が吸着 し て も 蛍光 ラ ン プ の 点灯後、 数時 間 で良好 に 分解 さ れ る 。

さ ら に 、 光触媒膜が形成 さ れ た 照 明装置 A と 、 光 触媒膜 を 形成 し な い 従来 の 照明装 置 B と を経時的 に 比較す る と 、 光触媒膜 が形成 さ れ た 照明装置 A は 3 ヶ 月 経過後 で も 透過率 8 5 %以上 で あ る の に 対 し 、 光触媒膜 を 形成 し な い 照 明装 置 B は 3 ヶ 月 経過後 で 7 5 % 近 く ま で透過率が低下 し た 。

ま た 、 4 1 O n m以下 の 光 と は 、 4 1 O n m以下 の 光 に 加 え て 4 1 0 n m を超 え る 可視光線 を 含ん で い る 塲 合 も 含 み 、 4 1 0 n m以下 の 光 お よ び可視光 線 と し て は 、 太陽光線、 人工光線 の い ずれ か ま た は 両方 で も よ く 、 波長域 も 任意 で あ る 。 ま た 、 人工光 源で は 蛍光 ラ ン プ.や 殺菌 ラ ン プ ま た は ブ ラ ッ ク ラ イ. 卜 な ど の よ う に 、 低圧 水銀蒸気放電 に よ り 発生す る 1 8 5 n m、 2 5 4 n m、 高圧水銀 ラ ン プ な ど の よ う に 高圧水銀蒸気放電 に よ り 発生す る 3 6 5 n m、 4 1 0 n m な ど の 水銀 の 特性 ス ぺ ク ト ル の 他 に 各種 蛍光体 に よ り ほ ぼ任 意 の 波長 の 光 を 発生で き 、 通常 の 蛍光 ラ ン プ に 任意 に 蛍光体 を 適 当 量混合す る こ と に よ り 、 4 1 0 n m 以下 の 必要 な 波長 に ピ ー ク を持 つ 光を 適切 に 発光 で き る 。 し た 力 つ て、 光源 と し て は 、 蛍光 ラ ン プ な ど の 低圧水銀蒸 気放電 ラ ン プ、 高 圧水銀 ラ ン プ、 高圧 ナ ト リ ゥ ム ラ ン プな ど の 高輝度 放電 ラ ン プ な ど の 放電 ラ ン プ と 、 ハ ロ ゲ ン ラ ン プな ど の 白 熱電球 な ど の い ずれで も よ く 、 発光手段 と し て は、 放電 ラ ン プ の 場 合 は金属 ま た は 金属 ハ ロ ゲ ン 化物 お よ び 希 ガ ス な ど の 少 な く と も い ずれか の 放電 媒体 と 、 放電媒体 に 放電 を生起 さ せ る 電極 な ど の 手 段 と を 主 な 構成要素 と す る 。 ま た 、 白 熱電球 の 場合 は 発光 フ ィ ラ メ ン ト を 主な 構成要素 と す る 。

ま た 、 基材が少 な く と も 波長 4 1 0 n m 以下 の 光 を 透過 し 、 基材上 の 少 な く と も 一部 の 領域 に 形成さ れ た 波 長 5 5 0 n m の 可 視 光 透 過 率 が 波 長 3 6 5 n m の 紫外線透過率 よ り 1 5 % 以上高 い 可視光線の 干渉が発生す る こ と が な い光触媒膜 に よ り 、 光触媒 作用 を 奏す る こ と が で き る 。

そ し て 、 基材 と し て は、 4 1 0 n m 以下 の 光 を選 択的 に 透過す.る 性質 を 有す る 任意 の 物質 と 、 併せ て 可視光線 を も 透過す る 性質を 有 す る 物質 と の 中 か ら 任意の も の を 選択 し て 使用 で き る 。 た と え ば 各種の ガ ラ ス 、 特 に 照明 用 途 に 多用 さ れ て い る ソ ー ダ ラ イ ム ガ ラ ス 、 ほ う 珪酸 ガ ラ ス お よ び石英ガ ラ ス の 他 に 微結晶性 ガ ラ ス 、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス な ら び に透光 性単結 晶体 な ど種 々 の 無機物質 と 、 透光性有機物質 た と え ば透 明性合成樹脂 と の グ ル ー プの 中 力、 ら 任意 に 選択 し て 用 い る こ と がで き る 。 ま た 、 可視光線が 外部 に 漏 れ な い こ と が好 ま し い よ う な 使用 に あ っ て は 、 基材 は 実質的 に 可視光線 を 透過 し な い 材質の も の を 使用 す れ ば よ い 。 さ ら に 、 基材 の 背面か ら 光照 射 し て 光触媒 を 活性化す る 場合 に 、 基材 を 透過 し た 光 の エ ネ ル ギ ー が触媒 を 活性化す る の に 必要 な レ べ ノレ に あ る な ら 、 基材 に 特 に 制約 は な い た め 、 基材の 形状、 寸法 お よ び 肉 厚 は 任意 に 選 べ る 。

さ ら に 、 基 材 と し て ガ ラ ス を 用 い れ ば 、 波 長 2 5 4 n m 以下の 紫外線 を 相 当 の 割 合で 力 ッ 卜 す る の で、 蛍光 ラ ン プ に 好適 な 光触媒体 を提供す る こ と が で き る と と も に 、 安価で加工力 し ゃ す い の で 、 光 触媒体 の 汎用 性が 向上す る 。

ま た 、 光触媒膜 は 、 上述の 場 合基材の 全面 に 形成 し て い る が、 必ず し も 全面 に 光触媒膜を 配設す る 必 要 は な く 、 所要の 一部分 に の み 配設 し て も よ く 、 た と え ば基材 を 装置 本体 に 対 し て 液密 に 装着す る た め の ノ、。 ツ キ. ン グ が光触媒膜 に 当 接 し な い よ う に 、 こ の パ ッ キ ン グ に 対応 す る 基材の 周 辺部 に は 光触媒膜を 形成 し な い よ う に し て も よ い 。

な お 、 光触媒膜 を 形成 し た 光触媒体 は 、 た と え ば 照 明器具、 オ フ ィ ス オ ー ト メ ー シ ョ ン 機器用 デ イ ス プ レ イ ま た は シ ョ ー ケ ー ス な ど に 用 い ら れ る カ バ ー ガ ラ ス と し て 使用 で き る 。 ま た 、 光触媒体 は 基材の 背面 か ら 光照射 し て も 光 は 基材 を 透過 し て 光触媒膜 を 活性化 さ せ る と と も に 、 光触媒膜 に よ る 可視光線 の 吸収 が少 な い う え に 干渉色 が ほ と ん ど 発生 し な い の で 、 高 い 透 明度 を 光触媒膜 に 付与す る こ と が可能 で あ る 。 し た 力 つ て 、 た と え ば窓材 、 タ イ ル な ど各 種建材 ゃ ラ ン プ、 照 明 器具 な ど の 電気機器、 家具、 車両、 衛生製品 な ど に 応用 可能で あ り 、 本来 の 機能 を ほ と ん ど 低下 さ せ な い で光触媒効果を 発揮す る 。 ま た 、 光触媒作用 は 主 と し て有模質 の 汚れ、 た と え ば油膜、 た ば こ の ャ ニ を分解 し て取 り 去 る 防汚 に 最 適 で あ り 、 長期 間 に わ た っ て基材 の 機能 を 持続す る と と も に 、 美観 を維持 で き る 。 さ ら に 、 ァ セ ト ア ル デ ヒ ド な ど の 悪臭 の 原 因 と な る 物質 や雑菌 を 分解す る 効果 も 期 待 で き る 。

産業上 の 利用 可能性

以上 の よ う に 、 本発 明 は 、 窓材、 タ イ ル な ど各種 建材や ラ ン プ、 照 明 器具 な ど の 電気機器、 家具、 車 両、 衛生製 品 な ど に 応用 可能 で あ る 。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 少 な く と も 波長 4 1 0 n m 以下 の 光 を 透過す る 基材 と 、

こ の 基材上 の 少 な く と も 一部 の 領域 に 設 け ら れ可 視光線 の 光干渉が発生す る こ と が な い よ う に 形成 さ れ た 波 長 5 5 0 n m の 可 視 光 透 過 率 が 波 長 3 6 5 n m の 紫外線透過率 よ り 1 5 % 以上高 い 光触媒膜 と を 具備 し た こ と を 特徴 と す る 光触媒体。

2 . 波長 5 5 O n m の 可視光透過率が基材 を 除 く 光 触媒膜 の み で 8 3 %以上で あ り 、 紫外線透過率が基 材 を 除 く 光触媒膜 の み で 6 8 %以下 で あ る

こ と を 特徴 と す る 請求項 1 記載 の 光触媒体。

3 . 光触媒膜 は 、 膜厚 が 0 . 0 1 m な い し 0 . 3 / m の 範囲 内 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 . 光触媒膜 は 、 ア ナ タ ー ゼ形酸化 チ タ ン を 主成分 と す る

こ と を 特徴 と す る 請求項 1 な い し 3 い ずれ か記載 の 光触媒体 。

5 . 基材 は 、 ガ ラ ス で あ.る

こ と を 特徴 と す る 請求項 1 な い し 4 い ずれ か記載 の 光触媒体。

6 . ガ ラ ス は 、 可視光 を 透過す る 板状で、 こ の ガ ラ ス の 少 な く と も 一面 に 光触媒膜が形成 さ れ て い る こ と を 特徴 と す る 請求項 5 記載 の 光触媒体。

7 . 少 な く と も 波長 4 1 0 n m以下 の 光 を 透過す る 透光性材料製 の 気密容器 と 、

こ の 気密容器 の 外面 の 少 な く と も 一部 の 領域 に 設 け ら れ可視光線 の 干渉 が発生す る こ と が な い よ う に 形 成 さ れ た 波 長 5 5 0 n m の 可 視 光 透 過 率 が 波長 3 6 5 n m の 紫外線透過率 よ り 1 5 %以上高 い 光触 媒膜 と 、

気密容器 内 に 配設 し た発光手段 と

を 具備 し た こ と を 特徴 と す る 光源。

8 . 少 な く と も 波長 4 1 0 n m 以下 の 光 を 発生す る 光源 を 内 包 し 照射開 口 を有す る 器具本体 と 、

こ の 器具本体 の 照射 開 口 に 配設 さ れ可視光 お よ び 波長 4 1 0 n m以下 の 光を透過す る 基材 と 、

こ の 基材 の 少 な く と も 一面 の 少 な く と も 一部 の 領 域 に 可視光線 の 干渉が発生す る こ と が な い よ う に 形 成 さ れ た 波 長 5 5 0 n m の 可 視 光 透 過 率 が 波 長 3 6 5 n m の 紫外線透過率 よ り 1 5 %以上高 い 光触 媒膜 と

を 具備 し た こ と を 特徽 と す る 照 明 装 置。

9 . 基材 は 、 透光性.カ バ ー で あ る

こ と を 特徴 と す る 講求項 8 記載 の 照明装 置。

1 0 . 基材 は 、 透光性 グ ロ ー ブ で あ る

こ と を 特徴 と す る 請求項 8 記載 の 照 明装 置。

1 1 . 少 な く と も 可視光線 お よ び 3 0 0 n m な い し 4 0 0 n m の 波長領域 内 の 光線 を 照射す る 光 源 を 覆 う 透光性 カ バ ー と 、

透光性 カ バ ー の 少 な く と も 一面 に 形成 さ れ、 可視 光線の 透過 率 の ピ ー ク 波長が光源 か ら 照射 さ れ る 可 視 光 線 の ピ ー ク 波 長 と ほ ぼ 等 し い チ タ ニ ア ( T i 0 。 ) を 主成分 と す る 光触媒膜 と

を 具備 し た こ と を 特徴 と す る 照 明装置。

1 2 . 光触媒膜 は 、 可視光線 の 透過率の ピ ー ク 波長 力 < 5 0 0 n m 〜 6 0 0 n m で あ る

こ と を 特徴 と す る 請求項 1 1 記載 の 照 明装 置。

1 3 . 透光性 カ バ 一 は 、 可視光線 お よ び 3 0 0 n m 〜 4 0 0 n m の 波長領域 内 の 紫外線 を 含 む光線 の 透 過率が 8 0 % 以上で あ る

こ と を 特徵 と す る 請 求項 1 1 ま た は 1 2 記載の 照 明装置。

1 4 . 光 触 媒 膜 は 、 ア ナ タ ー ゼ 結 晶 形 の チ タ ニ ア ( T i 0 ₂ ) を主成分 と す る

こ と を 特徴 と す る 請求項 1 1 な い し 1 3 い ずれ力、 記載の 照 明 装 置。

1 5 . 光触媒膜 は 、 シ リ カ （ S i 0 ₂ ) を 主成分 と す る 中 間層 を 介. し て 形成す る

こ と を 特徴 と す る 請求項 1 1 な い し 1 4 い ずれか 記載の 照 明装 置。

1 6 . 光 触 媒 層 は 、 膜 厚 力 0 . 0 1 m 〜 0 . 5 μ m で あ る

こ と を 特徴 と す る 請求項 1 1 な い し 1 5 い ず れ力、 記載の 照 明装 置。

1 7 . 光源 は 、 高圧 ナ ト リ ウ ム ラ ン プで あ る

こ と を 特徴 と す る 請求項 1 1 な い し 1 6 い ずれか 記載の 照 明 装 置。

1 8 . 3 0 0 n m な い し 4 1 0 n m の 波長領域内 の 紫外線 が可視光線 1 0 0 0 1 m 当 た り 0 . 0 5 W以 上 の 光源 を 収納す る 器具本体 と 、

3 0 0 n m な い し 4 1 0 n m の 波長領域 内 の 紫外 線 に お け る 少 な く と も 一部の 透過 率が 8 0 % 以上で あ り 、 光源 を 覆 っ て 器具本体 に 配設 さ れ る 透光性 力 バ ー と 、

こ の 透光性 カ バ ー の 両面 に 形成 さ れ た 酸化 チ タ ン を主成分 と す る 光触媒膜 と

を 具備 し た こ と を 特徴 と す る 照 明装置。

1 9 . 光触媒膜 は 、 酸化 チ タ ン は ア ナ タ ー ゼ形で、 膜厚 は ほ ぼ均一で あ る

こ と を 特徴 と す る 請求項 1 8 記載 の 照 明装 置。

2 0 . 透 光 性 カ バ ー の 内 側 面 に 照 射 さ れ る 3 0 0 n m な い し 4 1 0 n mの波長領域内 の紫外線強度は、 照度力 0 . . 0 5 m W / c m ² 以上 で あ る

こ と を 特徴 と す る 請求項 1 8 ま た は 1 9 記載の 照 明装置。