JPH11197511A - Photocatalyst body, lamp and illuminator - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は光触媒体、これを用
いたランプおよび照明器具に関する。The present invention relates to a photocatalyst, a lamp using the same, and a lighting apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】消臭、防汚およびまたは抗菌を行うため
に、光触媒膜を用いること知られている。2. Description of the Related Art It is known to use photocatalytic films for deodorizing, antifouling and / or antibacterial.
【０００３】光触媒膜は、紫外線照射を受けて、その光
エネルギーを吸収すると、光触媒膜を構成している半導
体が電離して電子とホールが生成する。電子とホール
は、膜表面にある酸素や水と反応して活性酸素を生じ、
有機物からなる汚れや臭いの成分を酸化還元する。When the photocatalytic film receives ultraviolet light and absorbs its light energy, the semiconductor constituting the photocatalytic film is ionized to generate electrons and holes. The electrons and holes react with oxygen and water on the film surface to generate active oxygen,
Redoxes organic dirt and odor components.
【０００４】近時、光触媒膜の有用性に注目して、建
材、照明器具およびランプなど幅広い物品に光触媒膜を
形成しようとする動きが活発である。In recent years, attention has been paid to the usefulness of photocatalytic films, and there is an active movement to form photocatalytic films on a wide range of articles such as building materials, lighting fixtures and lamps.
【０００５】本発明者らは、酸化チタンなどから構成さ
れる光触媒膜を、道路、トンネルなど用の照明器具の前
面カバーに形成して、前面カバーに付着する自動車の排
気ガスによる汚れを分解除去して、照明器具のメンテナ
ンス作業を低減する発明をなし、この発明は特願平７−
１１１１０４号として出願されている。The present inventors formed a photocatalytic film made of titanium oxide or the like on a front cover of a lighting fixture for roads, tunnels, etc., and decomposed and removed dirt due to automobile exhaust gas adhering to the front cover. Then, an invention for reducing the maintenance work of the lighting equipment is made, and this invention is disclosed in Japanese Patent Application No. Hei.
No. 111104 has been filed.
【０００６】しかしながら、上記の効果は、使用される
環境すなわち照射紫外線、汚れの量および質（有機物と
無機物の割合）などによって変化する。そのため、全て
の環境下において十分な効果を保証するには、一層の分
解力を増強することが望ましい。[0006] However, the above-mentioned effects vary depending on the environment in which they are used, ie, irradiation ultraviolet rays, the amount and quality of dirt (the ratio of organic and inorganic substances), and the like. Therefore, in order to guarantee a sufficient effect in all environments, it is desirable to further increase the decomposition power.
【０００７】本発明者らは、さらに研究を進めた結果、
光触媒膜による有機物の分解力を高めることは、次のい
ずれかの解決方向により可能であることが分かった。The present inventors have further studied and found that
It has been found that increasing the decomposability of organic substances by the photocatalytic film is possible in any of the following directions.
【０００８】（１）光触媒膜厚の増加 （２）紫外線量の増加 （３）膜表面粗さの増加 （４）結晶化の促進(1) Increase in the thickness of the photocatalyst (2) Increase in the amount of ultraviolet rays (3) Increase in the surface roughness of the film (4) Promotion of crystallization
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のいずれ
の解決方向にも問題があり、その問題を考慮すると、そ
れぞれの解決方向で分解力の向上を実現することが困難
であり、したがって従来は、やむを得ず用途別に妥協点
を見いだしていた。However, there is a problem in any of the above-mentioned solving directions, and in consideration of the problems, it is difficult to achieve an improvement in the resolving power in each of the solving directions. Inevitably, they found a compromise for each application.
【００１０】上記各解決方向における問題点について説
明する。Problems in each of the above solution directions will be described.
【００１１】（１）光触媒膜の増加：大幅な透過率の低
下を来す。光触媒膜をＣＶＤ法、ディップ法、ＬＣＶＤ
法などにより成膜することにより、緻密で実用レベルの
膜強度があるとともに、屈折率が大きくて触媒活性の高
いすなわち分解力が大きい光触媒膜を得ることができる
が、このような光触媒膜の場合には特に顕著に透過率が
低下する。そればかりでなく、光干渉作用によって光触
媒膜は虹色を呈して外観上においても問題がある。(1) Increase in photocatalytic film: The transmittance is greatly reduced. Photocatalyst film by CVD method, dipping method, LCVD
By forming the film by a method or the like, it is possible to obtain a photocatalyst film having a dense and practical level of film strength, a high refractive index and a high catalytic activity, that is, a high decomposition power. In particular, the transmittance significantly decreases. Not only that, the photocatalytic film has a rainbow color due to the light interference effect, and there is a problem in appearance.
【００１２】（２）紫外線量の増加：新たなランプ設計
が必要となり、そのための開発負荷が非常に大きくな
る。(2) An increase in the amount of ultraviolet rays: a new lamp design is required, and the development load for the new lamp is very large.
【００１３】（３）表面粗さの増加：膜強度が低下する
とともに、汚れ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、拭いても除去できなくなる。(3) Increase in surface roughness: As the film strength decreases, the contaminants or residues after decomposition enter the surface of the photocatalyst film and cannot be removed by wiping.
【００１４】（４）結晶化の促進：ＣＶＤ法、ディップ
法などから形成された光触媒膜において、光触媒物質の
結晶化を十分に行うためには、適正な焼成温度が必要で
ある。この焼成温度は、一般に基体の熱容量や光触媒膜
厚の増加とともに昇温時間が長くなるため、製造上大い
に問題となる。また、場合によっては、焼成が不十分と
なり、そのため光触媒膜中に不純物が残留したり、結晶
化が不足となって、その意図とは反対に光触媒膜の分解
力が大幅に低下してしまう。(4) Acceleration of crystallization: In a photocatalytic film formed by a CVD method, a dip method, or the like, an appropriate firing temperature is required to sufficiently crystallize a photocatalytic substance. This firing temperature is a major problem in production, since the heating time generally increases with an increase in the heat capacity of the substrate or the thickness of the photocatalyst. Further, in some cases, the sintering becomes insufficient, so that impurities remain in the photocatalytic film or crystallization is insufficient, and the decomposition power of the photocatalytic film is greatly reduced contrary to the intended purpose.
【００１５】本発明は、光触媒膜の分解力が大きいとと
もに、透過率が良好な光触媒体、これを用いたランプお
よび照明器具を提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide a photocatalyst having a high photocatalytic film having a high decomposing power and a good transmittance, and a lamp and a lighting device using the same.
【００１６】[0016]
【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；基体に被着され、基体側の屈折率が表面
側のそれより小さい光触媒膜と；を具備していることを
特徴としている。The photocatalyst of the invention according to claim 1 comprises a substrate; and a photocatalyst film adhered to the substrate and having a refractive index on the substrate side smaller than that on the surface side. It is characterized by.
【００１７】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。In the present invention and each of the following inventions, definitions and technical meanings of terms are as follows unless otherwise specified.
【００１８】光触媒膜について光触媒膜は、光触媒物質
を主成分として構成されているが、光触媒物質として
は、以下のものがある。すなわち、ＴｉＯ2、ＷＯ3、Ｌ
ａＲｈＰ3、ＦｅＴｉＯ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｄＦｅ2Ｏ4、Ｓ
ｒＴｉＯ3、ＣｄＳｅ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＲｕＯ2、Ｚ
ｎＯ、ＣｄＳ、ＭｏＳ3、ＬａＲｈＯ3、ＣｄＦｅＯ3、
Ｂｉ2Ｏ3、ＭｏＳ2、Ｉｎ2Ｏ3、ＣｄＯ、ＳｎＯ2などで
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。Photocatalyst Film The photocatalyst film is mainly composed of a photocatalyst substance, and the following photocatalyst substances are available. That is, TiO 2 , WO 3 , L
aRhP 3 , FeTiO 3 , Fe 2 O 3 , CdFe 2 O 4 , S
rTiO 3 , CdSe, GaAs, GaP, RuO 2 , Z
nO, CdS, MoS 3 , LaRhO 3 , CdFeO 3 ,
Bi 2 O 3 , MoS 2 , In 2 O 3 , CdO, SnO 2 and the like. These substances can be used alone or in combination of two or more.
【００１９】なお、ＴｉＯ2、ＷＯ3、ＳｒＴｉＯ2、Ｆ
ｅ2Ｏ3、ＣｄＳ、ＭｏＳ3、Ｂｉ2Ｏ3、ＭｏＳ2、Ｉｎ2
Ｏ3、ＣｄＯなどは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。Note that TiO 2 , WO 3 , SrTiO 2 , F
e 2 O 3 , CdS, MoS 3 , Bi 2 O 3 , MoS 2 , In 2
O 3 , CdO and the like have an absolute value of redox potential in the valence band larger than an absolute value of redox potential in the conduction band, so that the oxidizing power is larger than the reducing power, and the deodorizing action due to the decomposition of organic compounds. Excellent antifouling action or antibacterial action.
【００２０】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。In terms of raw material costs, TiO
2 , Fe 2 O 3 and ZnO are excellent.
【００２１】さらに、光触媒作用のある物質のうち、現
在最も有望視されているのは酸化チタンである。酸化チ
タンは、光触媒作用が顕著であるとともに、工業的に合
理的な価格で、しかも必要量を入手できる物質であるか
らである。Further, among the substances having a photocatalytic action, titanium oxide is most promising at present. This is because titanium oxide is a substance that has a remarkable photocatalytic action, is commercially available at a reasonable price, and can be obtained in a required amount.
【００２２】酸化チタンには、ルチル形とアナターゼ形
の結晶構造があり、アナターゼ形の方が光触媒作用に優
れている。Titanium oxide has rutile-type and anatase-type crystal structures, and the anatase-type has better photocatalytic action.
【００２３】ところで、光触媒膜の屈折率は、光触媒膜
の構成により変わる。たとえば、光触媒膜中の光触媒物
質の充填率が大きくなるにしたがって屈折率が大きくな
る。したがって、光触媒膜の表面側の領域の光触媒膜の
充填率を基体側のそれに対して相対的に大きくすること
により、表面側の領域の屈折率を大きくするこができ
る。すなわち、光触媒物質を構成する金属のアルコレー
トからゾルゲル法により成膜し、焼成して形成した光触
媒膜は、充填率が大きいので、緻密で屈折率が相対的に
大きい。これに対して、結晶化した光触媒物質の粉末を
適当な結着材によって成膜した光触媒膜は、充填率が比
較的小さいので、屈折率が相対的に小さい。 なお、結
着材としては、既知の各種結着材を用いることができる
が、たとえば光触媒物質を構成する金属のアルコレート
を結着材として用いてもよい。この場合、金属アルコレ
ートを加水分解し、焼成して光触媒膜の一部を構成して
もよいし、比較的低温で焼成して結晶化させないで、仮
固着だけを行わせてもよい。前者の場合には、後者より
屈折率がいくらか大きくなる。Incidentally, the refractive index of the photocatalytic film changes depending on the configuration of the photocatalytic film. For example, the refractive index increases as the filling rate of the photocatalytic substance in the photocatalytic film increases. Therefore, by increasing the filling factor of the photocatalytic film in the region on the surface side of the photocatalytic film relative to that on the substrate side, it is possible to increase the refractive index in the region on the surface side. That is, the photocatalyst film formed by sol-gel method from a metal alcoholate constituting the photocatalyst substance and sintering has a high filling rate, so that it is dense and has a relatively high refractive index. On the other hand, the photocatalyst film formed by crystallizing the powder of the crystallized photocatalyst substance with an appropriate binder has a relatively small filling factor and therefore a relatively small refractive index. As the binder, various known binders can be used. For example, a metal alcoholate constituting the photocatalytic substance may be used as the binder. In this case, the metal alcoholate may be hydrolyzed and fired to form a part of the photocatalyst film, or may be fired at a relatively low temperature to crystallize without performing crystallization. In the former case, the refractive index is somewhat higher than in the latter.
【００２４】また、光触媒物質より屈折率が小さくて透
明質の金属酸化物たとえばＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3を添加し
た光触媒膜を形成することにより、屈折率を相対的に小
さくすることもできる。なお、これらの物質を添加する
には、たとえば当該物質を構成する金属のアルコレート
を光触媒物質を構成する金属たとえばチタンのアルコレ
ートに添加した塗布液を用いてゾルゲル法により成膜
し、焼成することにより、実現することができる。ま
た、上記低屈折率物質は、アルコレートからゾルゲル法
により成膜し焼成して形成される光触媒膜に、アルコレ
ートの段階で粉末の形で添加してもよい。さらに、光触
媒物質の粉末に金属酸化物の粉末を添加して光触媒膜を
形成してもよい。The refractive index can be relatively reduced by forming a photocatalytic film to which a transparent metal oxide such as SiO 2 or Al 2 O 3 is added having a lower refractive index than that of the photocatalytic substance. In addition, in order to add these substances, for example, a film is formed by a sol-gel method using a coating solution in which an alcoholate of a metal constituting the substance is added to a metal such as titanium alcoholate constituting a photocatalytic substance, and baked. This can be realized. The low-refractive-index substance may be added in the form of a powder at the stage of alcoholation to a photocatalyst film formed by forming a film from alcoholate by a sol-gel method and firing the film. Further, a metal oxide powder may be added to the photocatalytic substance powder to form a photocatalytic film.
【００２５】次に、光触媒膜の基体側の屈折率を表面側
のそれより小さくするには、たとえば基体側に屈折率の
小さな第１の光触媒膜を形成し、第１の光触媒膜に重ね
て屈折率の大きな第２の光触媒膜を形成した２層構造に
することにより、実現することができる。Next, in order to make the refractive index of the photocatalytic film on the substrate side smaller than that on the surface side, for example, a first photocatalytic film having a small refractive index is formed on the substrate side, and the first photocatalytic film is superposed on the first photocatalytic film. This can be realized by adopting a two-layer structure in which a second photocatalytic film having a large refractive index is formed.
【００２６】また、必要に応じて第１および第２の光触
媒膜の間に一層または複数層の中間の屈折率を有する光
触媒膜を介在させることができる。If necessary, a photocatalyst film having an intermediate refractive index of one or more layers can be interposed between the first and second photocatalyst films.
【００２７】さらに、光触媒膜が一層からなる場合であ
っても、適当な方法で表面側の屈折率より基体側の屈折
率を小さく構成することにより、本発明の要件を満足す
るものである。Further, even when the photocatalyst film is composed of one layer, the requirements of the present invention are satisfied by forming the refractive index on the substrate side smaller than the refractive index on the surface side by an appropriate method.
【００２８】基体について基体は、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。Regarding the Substrate The substrate supports the photocatalyst film, and allows the substrate to be formed for another function different from the photocatalyst. That is, the base is allowed to be a functional material.
【００２９】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。Examples of the functional material include various desired materials such as building materials such as tiles, window glass, and ceiling panels, kitchen and sanitary equipment, home appliances, lighting equipment, deodorizing or dust collecting filters, and the like. Can be used as a substrate.
【００３０】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。As the material of the base, metal, glass, ceramics (including porcelain), pottery, stone, synthetic resin, wood and the like are allowed.
【００３１】光触媒膜をゾルゲル法により成膜し、焼成
して形成する場合には、基体は焼成温度に耐える物質で
ある必要がある。When a photocatalyst film is formed by sol-gel method and formed by firing, the substrate must be a substance that can withstand the firing temperature.
【００３２】反対に、耐熱性のない基体たとえば合成樹
脂などに光触媒膜を形成するには、低温用の結着材たと
えばＳｉＯ2を主成分とするものを用いることにより実
現することができる。On the other hand, formation of a photocatalytic film on a substrate having no heat resistance, such as a synthetic resin, can be realized by using a low-temperature binder, for example, a material containing SiO 2 as a main component.
【００３３】また、基体には、光触媒膜を被着させるた
めに、適当な下地層を形成することができる。下地層と
しては、たとえばＳｉＯ2を主体とするものを用いるこ
とができ、この場合には光触媒活性がさらに向上する。In addition, an appropriate underlayer can be formed on the substrate to deposit a photocatalyst film. As the underlayer, for example, a layer mainly composed of SiO 2 can be used, and in this case, the photocatalytic activity is further improved.
【００３４】上記からも明かなように、本発明において
光触媒膜の基体への被着は、直接および間接のいずれで
もよい。As is clear from the above, in the present invention, the photocatalyst film may be applied to the substrate either directly or indirectly.
【００３５】本発明の作用について本発明の光触媒体
は、光触媒膜の表面側の屈折率が基体側のそれより大き
いので、光干渉作用が著しく減退するために、光触媒膜
の膜厚を大きくして所望の分解力を得ても透過率を高く
維持できるとともに、表面側の光触媒膜を緻密にして膜
強度を大きくし、かつ表面を比較的平滑にすることがで
きる。With respect to the function of the present invention, the photocatalyst of the present invention has a larger refractive index on the surface side of the photocatalyst film than that on the substrate side. Even if a desired decomposition force is obtained, the transmittance can be maintained high, and the photocatalytic film on the surface side can be made dense to increase the film strength and the surface can be made relatively smooth.
【００３６】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、光触媒膜は、基体側が屈折率が
小さい第１の光触媒膜および表面側が屈折率が大きい第
２の光触媒膜からなる多層構造であることを特徴として
いる。According to a second aspect of the present invention, in the photocatalyst according to the first aspect, the photocatalyst film comprises a first photocatalyst film having a lower refractive index on the substrate side and a second photocatalyst film having a higher refractive index on the surface side. It is characterized by having a multilayer structure.
【００３７】本発明において、「多層構造」とは、２層
以上の層から構成されていることを意味する。したがっ
て、本発明の光触媒膜は、最低２層により構成される。
３層以上の場合には、第１の光触媒膜および第２の光触
媒膜の間に１層または複数層からなる中間の屈折率を有
する第３の光触媒膜を介在する構成である。In the present invention, the “multilayer structure” means that it is composed of two or more layers. Therefore, the photocatalytic film of the present invention is composed of at least two layers.
In the case of three or more layers, a third photocatalytic film having an intermediate refractive index composed of one or more layers is interposed between the first photocatalytic film and the second photocatalytic film.
【００３８】そうして、本発明によれば、光触媒膜の膜
厚方向の屈折率を制御することが容易かつ確実になる。Thus, according to the present invention, it is easy and reliable to control the refractive index in the thickness direction of the photocatalytic film.
【００３９】請求項３の発明の光触媒体は、請求項２記
載の光触媒体第１の光触媒膜は、結晶化酸化チタン粉末
を主成分として構成されていることを特徴としている。According to a third aspect of the present invention, there is provided a photocatalyst, wherein the first photocatalyst film according to the second aspect is composed mainly of crystallized titanium oxide powder.
【００４０】結晶化酸化チタン粉末は、平均１次粒径が
１〜１００ｎｍのものが好適である。また、その結晶構
造はアナターゼ形が光触媒作用が強いので、好適であ
る。The crystallized titanium oxide powder preferably has an average primary particle size of 1 to 100 nm. In addition, the crystal structure of the anatase form is preferable because of its strong photocatalytic action.
【００４１】さらに、本発明においては、必要に応じて
屈折率が酸化チタンより小さくて透明質な金属酸化物た
とえばＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3などの粉末を添加することが
でき、これによりさらに屈折率を所望な程度に小さくす
ることができる。Further, in the present invention, a transparent metal oxide having a smaller refractive index than that of titanium oxide and having a refractive index smaller than that of titanium oxide, such as SiO 2 and Al 2 O 3, can be added as necessary. The rate can be as small as desired.
【００４２】そうして、本発明によれば、所要の程度に
屈折率が小さい光触媒膜を容易に得ることができる。Thus, according to the present invention, it is possible to easily obtain a photocatalytic film having a small refractive index to a required degree.
【００４３】請求項４の発明の光触媒体は、請求項２ま
たは３記載の光触媒体において、第２の光触媒膜は、チ
タンアルコレートからゾルゲル法により成膜し焼成によ
り形成されていることを特徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, in the photocatalyst according to the second or third aspect, the second photocatalyst film is formed from titanium alcoholate by a sol-gel method and formed by firing. And
【００４４】本発明によれば、所要の程度に屈折率が大
きい光触媒膜を容易に得ることができる。また、本発明
の光触媒膜は、緻密で膜強度が大きく、しかも表面を平
滑にすることができる。According to the present invention, it is possible to easily obtain a photocatalyst film having a large refractive index as required. In addition, the photocatalyst film of the present invention is dense, has high film strength, and can have a smooth surface.
【００４５】なお、光触媒膜がチタンアルコレートから
ゾルゲル法により成膜し焼成により形成されているか否
かは、ＳＩＭＳによる分析により判定するものとする。
さらに、Ｘ線回折による結晶化率の分析を加味すること
もできる。Whether or not the photocatalyst film is formed from titanium alcoholate by the sol-gel method and formed by firing is determined by SIMS analysis.
Further, analysis of the crystallization rate by X-ray diffraction can be taken into consideration.
【００４６】請求項５の発明のランプは、発光部をガラ
スバルブが包囲していて波長４００ｎｍ以下を含む発光
を行うランプ本体と；ガラスバルブを基体としてその少
なくとも外面に被着された請求項１ないし４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。A lamp according to a fifth aspect of the present invention is a lamp body in which a glass bulb surrounds a light emitting portion and emits light having a wavelength of 400 nm or less; and a glass bulb as a base and is attached to at least an outer surface thereof. And a photocatalyst according to any one of (4) to (4).
【００４７】本発明のランプは、発光原理は問わない。
たとえば、白熱電球、放電ランプなどであることを許容
する。The principle of light emission of the lamp of the present invention does not matter.
For example, it is allowed to be an incandescent lamp, a discharge lamp, or the like.
【００４８】白熱電球の場合、色温度が高いハロゲン電
球の方が一般照明用電球より、波長４００ｎｍ以下の発
光割合が高い。In the case of an incandescent lamp, a halogen lamp having a higher color temperature has a higher emission ratio at a wavelength of 400 nm or less than a general lighting lamp.
【００４９】放電ランプの場合、低圧放電ランプおよび
高圧放電ランプのいずれでもよい。In the case of a discharge lamp, either a low-pressure discharge lamp or a high-pressure discharge lamp may be used.
【００５０】低圧放電ランプとしては、たとえば蛍光ラ
ンプがある。As a low-pressure discharge lamp, for example, there is a fluorescent lamp.
【００５１】蛍光ランプの場合、要すれば用いる蛍光体
を選択して４００ｎｍ以下の発光を適当に増加させるこ
とができる。このような蛍光ランプは、一般照明用の蛍
光ランプに比較して、比較的可視光の低下が少なくて、
しかも光触媒体を照射する紫外線量が多いので、分解力
を大きくすることができる。このため、光触媒体活性化
用のランプとして好適である。In the case of a fluorescent lamp, if necessary, the phosphor to be used can be selected to appropriately increase the emission of 400 nm or less. Such a fluorescent lamp has a relatively small decrease in visible light as compared with a fluorescent lamp for general lighting.
In addition, since the amount of ultraviolet light irradiating the photocatalyst is large, the decomposing power can be increased. Therefore, it is suitable as a lamp for activating the photocatalyst.
【００５２】しかし、本発明は一般照明用として従来か
ら多用されている３波長形発光の蛍光体やカルシウムハ
ロリン酸塩蛍光体を用いた蛍光ランプであることを許容
するものである。However, the present invention allows a fluorescent lamp using a phosphor of three-wavelength emission or a calcium halophosphate phosphor, which has been widely used for general illumination.
【００５３】また、主として４００ｎｍ以下の発光を利
用する目的の殺菌ランプやブラックライト、ケミカルラ
ンプなどをも許容する。Also, a germicidal lamp, a black light, a chemical lamp, and the like, which mainly use light emission of 400 nm or less, are allowed.
【００５４】一方、高圧放電ランプとしては、たとえば
水銀ランプ、メタルハライドランプおよび高圧ナトリウ
ムランプなどであることを許容する。On the other hand, as the high-pressure discharge lamp, for example, a mercury lamp, a metal halide lamp, a high-pressure sodium lamp and the like are permitted.
【００５５】なお、ガラスバルブは、放電媒体を包囲し
ている発光管であってもよいし、発光部を内包している
発光管をさらに包囲する外管であってもよい。The glass bulb may be an arc tube surrounding the discharge medium or an outer tube further surrounding the arc tube containing the light emitting portion.
【００５６】本発明においては、ランプのガラスバルブ
を基体として光触媒膜を形成しているので、たとえラン
プが発生する４００ｎｍ以下の発光量が少なくても光触
媒膜を十分に活性化することができる。In the present invention, since the photocatalytic film is formed using the glass bulb of the lamp as a base, the photocatalytic film can be sufficiently activated even if the amount of light emission of 400 nm or less generated by the lamp is small.
【００５７】請求項６の発明の照明器具は、制光手段を
備えた照明器具本体と；照明器具本体の制光手段の少な
くとも一部を基体として形成された請求項１ないし４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。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a lighting apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein at least a part of the light controlling means of the lighting apparatus main body is formed as a base. And a photocatalyst according to any one of the preceding claims.
【００５８】本発明において、照明器具は、屋外用およ
び屋内用のいずれでもよい。In the present invention, the lighting equipment may be either outdoor or indoor.
【００５９】制光手段は、反射体、グローブ、セード、
透光性カバーおよびルーバなどの一または任意の数の組
み合わせであることを許容する。The light control means includes a reflector, a globe, a shade,
A combination of one or any number such as a translucent cover and a louver is allowed.
【００６０】制光手段は、使用によりばい煙やたばこの
脂などの有機物からなる汚れがそこに付着すると、照明
器具としての光学性能が低下するが、光触媒膜を形成し
ておくことにより、汚れが分解されるので、光学性能の
低下を抑制することができる。The light control means reduces the optical performance of the lighting equipment when organic dirt such as smoke and tobacco fat adheres to the dirt, but the dirt is reduced by forming a photocatalytic film. Since it is decomposed, a decrease in optical performance can be suppressed.
【００６１】また、制光手段に接触した空気中の臭い物
質を分解することにより、室内の脱臭を行うこともでき
る。In addition, by decomposing odorous substances in the air that have come into contact with the light control means, indoor deodorization can be performed.
【００６２】さらに、照明器具をたとえば冷蔵庫、エア
コンディショナー、空気清浄装置などに収納できる大き
さおよび構造にして、これらの機器に配設することによ
り、脱臭または殺菌手段とすることもできる。Further, the lighting equipment can be made into a size and a structure that can be accommodated in, for example, a refrigerator, an air conditioner, an air purifying device, and the like, and can be used as a deodorizing or sterilizing means by disposing the lighting equipment in these equipments.
【００６３】[0063]
【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。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００６４】図１は、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である。FIG. 1 is a conceptual enlarged cross-sectional view of a principal part showing an embodiment of the photocatalyst of the present invention.
【００６５】図において、１は基体、２は光触媒膜であ
る。In the figure, 1 is a substrate, and 2 is a photocatalytic film.
【００６６】基体１は、ソーダライムガラスから構成さ
れている。The base 1 is made of soda lime glass.
【００６７】光触媒膜２は、第１の光触媒膜２ａおよび
第２の光触媒膜２ｂからなる。The photocatalyst film 2 comprises a first photocatalyst film 2a and a second photocatalyst film 2b.
【００６８】第１の光触媒膜２ａは、屈折率が相対的に
小さい。そして、第１の光触媒膜２ａは、一次粒径が約
１０ｎｍの結晶化ＴｉＯ2粉末２ａ１を主成分とする膜
厚約０．５μｍに形成されている。第１の光触媒膜２ａ
は、チタンアルコレートに上記ＴｉＯ2粉末２ａ１を５
〜２０重量％混合して調整した塗布液を基体１に塗布
し、約３００℃で焼成して形成した。そうして、チタン
アルコレートが加水分解して生成された酸化チタンは、
主として結晶化ＴｉＯ2粉末２ａ１の結着材として作用
する。The first photocatalyst film 2a has a relatively small refractive index. The first photocatalyst film 2a is formed to a thickness of about 0.5 μm mainly composed of a crystallized TiO 2 powder 2a1 having a primary particle size of about 10 nm. First photocatalyst film 2a
Is to add 5 parts of the above TiO 2 powder 2a1 to titanium alcoholate.
A coating solution prepared by mixing 20% by weight was applied to the substrate 1 and formed by baking at about 300 ° C. Then, titanium oxide produced by hydrolysis of titanium alcoholate,
It mainly acts as a binder for the crystallized TiO 2 powder 2a1.
【００６９】一方、第２の光触媒膜２ｂは、チタンアル
コレートを主成分とする塗布液に、第１の光触媒膜２ａ
を形成した基体１をディップして、塗布液を基体１に塗
布し、約６００℃の温度で１０分間焼成して膜厚０．１
μｍに形成した。On the other hand, the second photocatalyst film 2b is formed by coating the first photocatalyst film 2a with a coating solution containing titanium alcoholate as a main component.
Is formed, the coating liquid is applied to the substrate 1, and baked at a temperature of about 600 ° C. for 10 minutes to form a film having a thickness of 0.1
It was formed to a thickness of μm.
【００７０】次に、本実施形態の光触媒体の性能を従来
例と比較して表１に示す。Next, the performance of the photocatalyst of this embodiment is shown in Table 1 in comparison with the conventional example.
【００７１】従来例１は、本実施形態における第１の光
触媒膜のみからなる光触媒膜を備えている。Conventional example 1 is provided with a photocatalyst film comprising only the first photocatalyst film in the present embodiment.
【００７２】また、従来例２は、本実施形態における第
２の光触媒膜のみからなる光触媒膜を備えている。Further, Conventional Example 2 has a photocatalytic film composed of only the second photocatalytic film in the present embodiment.
【００７３】なお、活性評価は、自動車の排気ガス汚れ
の分解に対して行った。光源には１１０Ｗ高圧ナトリウ
ムランプを用いた。The evaluation of the activity was carried out for the decomposition of automobile exhaust gas stains. A 110 W high-pressure sodium lamp was used as a light source.
【００７４】[0074]
【表１】 No. 膜名 相対活性(%) 膜強度(鉛筆強度) 可視平均透過率(%) １ 従来例１ １００ ２Ｈ ６８ (ＴｉＯ2粉末) ２ 従来例２ ６２ ９Ｈ以上 ８１ (アルコレートＴｉＯ2) ３ 本実施形態 ２３０ ９Ｈ以上 ８４ 図２は、本発明の光触媒体の一実施形態における光触媒
膜の分光透過率特性を従来例のそれとともに示すグラフ
である。[Table 1] No. Membrane name Relative activity (%) Membrane strength (pencil strength) Visible average transmittance (%) 1 Conventional example 1 100 2H 68 (TiO 2 powder) 2 Conventional example 2 6 9H or more 81 (Alcoholate TiO) 2 ) 3 This embodiment 230 9H or more 84 FIG. 2 is a graph showing the spectral transmittance characteristics of the photocatalyst film in one embodiment of the photocatalyst of the present invention together with those of the conventional example.
【００７５】図において、横軸は波長（ｎｍ）を、縦軸
は透過率（％）を、それぞれ示す。In the figure, the horizontal axis represents the wavelength (nm), and the vertical axis represents the transmittance (%).
【００７６】曲線Ａは、本実施形態による光触媒膜の分
光透過率特性を示す。曲線Ｂは、従来例の同様の特性を
示す。Curve A shows the spectral transmittance characteristics of the photocatalytic film according to the present embodiment. Curve B shows similar characteristics of the conventional example.
【００７７】従来例は、前記従来例２である。The conventional example is the aforementioned conventional example 2.
【００７８】両曲線Ａ、Ｂを比較して明かなように、本
実施形態によれば、可視光および紫外域において透過率
が明らかに向上している。As is clear from comparison between the curves A and B, according to the present embodiment, the transmittance in the visible light and ultraviolet regions is clearly improved.
【００７９】図３は、本発明のランプの一実施形態にお
ける蛍光ランプを示す要部断面正面図である。FIG. 3 is a sectional front view of a main part showing a fluorescent lamp in one embodiment of the lamp of the present invention.
【００８０】図において、１１はガラスバルブ、１２は
光触媒膜、１３は蛍光体層、１４はフィラメント電極、
１５は口金である。In the figure, 11 is a glass bulb, 12 is a photocatalytic film, 13 is a phosphor layer, 14 is a filament electrode,
Reference numeral 15 denotes a base.
【００８１】ガラスバルブ１１は、光触媒膜１２に対し
て基体として機能するとともに、内部に蛍光ランプとし
ての機能部分を気密に収納する。すなわち、ガラスバル
ブ１１の内部に放電媒体としての水銀およびアルゴンを
主体とする希ガスを数ｔｏｒｒ封入し、内面に蛍光体層
１３を支持し、さらに両端に一対のフィラメント電極１
４を封装している。The glass bulb 11 functions as a base for the photocatalytic film 12, and hermetically accommodates therein a functional part as a fluorescent lamp. That is, a rare gas mainly composed of mercury and argon as a discharge medium is sealed in the glass bulb 11 for several torr, the phosphor layer 13 is supported on the inner surface, and a pair of filament electrodes 1 are provided on both ends.
4 is sealed.
【００８２】口金１５は、アルミニウム製のキャップ状
の口金本体１５ａおよび口金本体１５ａに絶縁して取り
付けられた一対の口金ピン１５ｂから構成され、ガラス
バルブ１１の両端部に接着されている。フィラメント電
極１４の両端はそれぞれ口金ピン１５ｂに接続されてい
る。The base 15 comprises an aluminum cap-shaped base body 15a made of aluminum and a pair of base pins 15b insulated from the base body 15a, and is adhered to both ends of the glass bulb 11. Both ends of the filament electrode 14 are connected to base pins 15b, respectively.
【００８３】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１２の光触媒作用により、蛍光
ランプの表面に付着した有機の汚れ物質が分解され、接
触した空気中の臭い物質が分解されて周囲の消臭が行わ
れる。When the fluorescent lamp of the present embodiment is used to illuminate, the organic catalytic substances adhered to the surface of the fluorescent lamp are decomposed by the photocatalytic action of the photocatalytic film 12, and the odorous substances in the air contacted are removed. It is decomposed and the surrounding odor is eliminated.
【００８４】図４は、本発明の照明器具の一実施形態に
おけるトンネル用照明器具を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a tunnel lighting device in one embodiment of the lighting device of the present invention.
【００８５】図において、２１は照明器具本体、２２は
前面枠、２３は透光性ガラスカバー、２４はランプソケ
ット、２５は高圧放電ランプ、２６は反射板である。In the figure, 21 is a lighting fixture main body, 22 is a front frame, 23 is a translucent glass cover, 24 is a lamp socket, 25 is a high-pressure discharge lamp, and 26 is a reflector.
【００８６】照明器具本体２１は、ステンレス板を前面
に開口部を備えた箱状に成形してなり、背面に取付金具
２１ａを備えている。The lighting fixture main body 21 is formed by molding a stainless steel plate into a box shape having an opening on the front surface, and has a mounting bracket 21a on the back surface.
【００８７】前面枠２２は、ステンレス板を成形してな
り、中央に投光開口２２ａ、一側にヒンジ２２ｂ、他側
にラッチ（図示しない。）を備えている。そして、ヒン
ジ２ａにより、照明器具本体２１の前面側の一側部に開
閉自在に枢着され、ラッチにより閉止位置に固定される
ように構成されている。The front frame 22 is formed by molding a stainless steel plate, and has a light projecting opening 22a in the center, a hinge 22b on one side, and a latch (not shown) on the other side. The hinge 2a is pivotally attached to one side of the front side of the lighting fixture body 21 so as to be openable and closable, and is fixed to a closed position by a latch.
【００８８】透光性ガラスカバー２３は、前面枠２２に
シリコーンゴム製のパッキング２ａを介して防水的に装
着されている。この透光性ガラスカバー２３は、可視光
を透過するとともに、波長４００ｎｍ以下の紫外領域の
少なくとも一部に比較的高い透過率特性を有している。
また、透光性ガラスカバー２３の前面には図１に示す光
触媒膜が形成されている。The translucent glass cover 23 is mounted on the front frame 22 in a waterproof manner via a packing 2a made of silicone rubber. The translucent glass cover 23 transmits visible light and has relatively high transmittance characteristics in at least a part of an ultraviolet region having a wavelength of 400 nm or less.
The photocatalytic film shown in FIG. 1 is formed on the front surface of the translucent glass cover 23.
【００８９】ランプソケット２４は、照明器具本体２１
内に配設されている。The lamp socket 24 is connected to the lighting fixture body 21.
It is arranged in.
【００９０】高圧放電ランプ２５は、３４０〜４００ｎ
ｍの波長範囲内において、可視光の光束１０００ｌｍ当
たり０．０５Ｗ以上の強度の紫外線を放射する。The high-pressure discharge lamp 25 has 340 to 400 n
In the wavelength range of m, ultraviolet rays having an intensity of 0.05 W or more per 1000 lm of a visible light beam are emitted.
【００９１】反射板２６は、照明器具本体２１内に配設
されて、上記高圧放電ランプ２５から放射された光が反
射板２６で反射されて所要の配光特性を示すように構成
され、かつ配置されている。The reflecting plate 26 is provided in the lighting fixture main body 21 so that light emitted from the high-pressure discharge lamp 25 is reflected by the reflecting plate 26 and exhibits a required light distribution characteristic. Are located.
【００９２】照明器具本体２１の反射板２６の背面側に
は、安定器、端子台などが配設されている。[0092] A ballast, a terminal block and the like are arranged on the back side of the reflection plate 26 of the lighting fixture body 21.
【００９３】そうして、本実施形態の照明器具は、取付
金具２１ａを介してトンネル内に設置されて使用に供さ
れ、トンネル内を照明する。Thus, the lighting fixture of the present embodiment is installed in the tunnel via the mounting bracket 21a and used for illumination, and illuminates the inside of the tunnel.
【００９４】また、照明と同時に高圧放電ランプ２５か
ら放射される主として３４０〜４００ｎｍの波長範囲内
の紫外線も可視光と一緒に透光性ガラスカバー２３を通
過して光触媒膜に入射するから、光触媒膜は紫外線によ
り活性化され、付着するばい煙などの有機物の汚れを分
解してセルフクリーニングを行う。In addition, ultraviolet rays mainly within the wavelength range of 340 to 400 nm emitted from the high-pressure discharge lamp 25 simultaneously with the illumination pass through the translucent glass cover 23 together with the visible light and enter the photocatalytic film. The film is activated by ultraviolet rays, and decomposes organic dirt such as soot and smoke to perform self-cleaning.
【００９５】[0095]
【発明の効果】請求項１ないし４の発明によれば、基体
側の屈折率が表面側のそれより小さい光触媒膜を備えて
いることにより、十分な膜厚を備えて光触媒膜の分解力
が大きいとともに、透過率が良好な光触媒体を提供する
ことができる。According to the first to fourth aspects of the present invention, since the photocatalytic film having the refractive index on the substrate side is smaller than that on the surface side, the photocatalytic film has a sufficient film thickness and the decomposition power of the photocatalytic film is reduced. It is possible to provide a photocatalyst that is large and has good transmittance.
【００９６】請求項２の発明によれば、加えて屈折率が
異なる多層構造にしたことにより、成膜が容易な光触媒
体を提供することができる。According to the second aspect of the present invention, it is possible to provide a photocatalyst which can be easily formed by forming a multilayer structure having different refractive indexes.
【００９７】請求項３の発明によれば、加えて基体側の
第１の光触媒膜を結晶化酸化チタンを主成分として構成
したことにより、所要の程度に屈折率を小さくした光触
媒体を提供することができる。According to the third aspect of the present invention, there is provided a photocatalyst whose refractive index is reduced to a required degree by additionally forming the first photocatalyst film on the substrate side mainly from crystallized titanium oxide. be able to.
【００９８】請求項４の発明によれば、加えて表面側の
第２の光触媒膜をチタンアルコレートからゾルゲル法に
より成膜し、焼成して形成したことにより、所要の程度
に屈折率が大きいとともに、緻密で膜強度が大きく、し
かも表面が平滑な光触媒膜を備えた光触媒体を提供する
ことができる。According to the fourth aspect of the present invention, in addition, the second photocatalytic film on the front side is formed from titanium alcoholate by a sol-gel method and formed by firing, so that the refractive index is as large as required. At the same time, it is possible to provide a photocatalyst provided with a photocatalyst film that is dense, has high film strength, and has a smooth surface.
【００９９】請求項５の発明によれば、請求項１ないし
４の効果を有するランプを提供することができる。According to the invention of claim 5, a lamp having the effects of claims 1 to 4 can be provided.
【０１００】請求項６の発明によれば、請求項１ないし
４の効果を有する照明器具を提供することができる。According to the invention of claim 6, it is possible to provide a lighting fixture having the effects of claims 1 to 4.
【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FIG. 1 is a conceptual enlarged cross-sectional view of a principal part showing one embodiment of a photocatalyst body of the present invention.
【図２】本発明の光触媒体の第１の実施形態における光
触媒膜の分光透過率特性を従来例のそれとともに示すグ
ラフFIG. 2 is a graph showing the spectral transmittance characteristics of the photocatalyst film in the first embodiment of the photocatalyst of the present invention together with those of the conventional example.
【図３】本発明のランプの一実施形態における蛍光ラン
プを示す要部断面正面図FIG. 3 is a sectional front view of a main part showing a fluorescent lamp in one embodiment of the lamp of the present invention.
【図４】本発明の照明器具の一実施形態におけるトンネ
ル用照明器具を示す斜視図FIG. 4 is a perspective view showing a lighting device for a tunnel in one embodiment of the lighting device of the present invention.
１…基体 ２…光触媒膜 ２ａ…第１の光触媒膜 ２ａ１…結晶化ＴｉＯ2粉末 ２ｂ…第２の光触媒膜1 ... base 2 ... photocatalyst film 2a ... first photocatalyst film 2a1 ... crystallized TiO 2 powder 2b ... second photocatalyst film
Claims (6)
が表面側のそれより小さい光触媒膜と；を具備している
ことを特徴とする光触媒体。1. A photocatalyst comprising: a substrate; and a photocatalytic film adhered to the substrate and having a refractive index on the substrate side smaller than that on the surface side.
の光触媒膜および表面側が屈折率が大きい第２の光触媒
膜からなる多層構造であることを特徴とする請求項１記
載の光触媒体。2. The photocatalyst film according to claim 1, wherein the substrate side has a small refractive index.
2. The photocatalyst according to claim 1, wherein the photocatalyst has a multilayer structure including a photocatalyst film and a second photocatalyst film having a large refractive index on the surface side.
を主成分として構成されていることを特徴とする請求項
２記載の光触媒体。3. The photocatalyst according to claim 2, wherein the first photocatalytic film is composed mainly of crystallized titanium oxide powder.
らゾルゲル法により成膜し焼成により形成されているこ
とを特徴とする請求項２または３記載の光触媒体。4. The photocatalyst according to claim 2, wherein the second photocatalyst film is formed from titanium alcoholate by a sol-gel method and formed by firing.
４００ｎｍ以下を含む発光を行うランプ本体と；ガラス
バルブを基体としてその少なくとも外面に被着された請
求項１ないし４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ランプ。5. A lamp body which emits light having a wavelength of 400 nm or less in which a glass bulb surrounds a light-emitting portion; and a glass bulb as a base and which is attached to at least an outer surface thereof. And a photocatalyst according to claim 1.
具本体の制光手段の少なくとも一部を基体として形成さ
れた請求項１ないし４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。6. A lighting fixture main body provided with light control means; a photocatalyst according to any one of claims 1 to 4, wherein at least a part of the light control means of the lighting fixture main body is formed as a base;
A lighting fixture comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10003608A JPH11197511A (en) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | Photocatalyst body, lamp and illuminator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10003608A JPH11197511A (en) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | Photocatalyst body, lamp and illuminator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11197511A true JPH11197511A (en) | 1999-07-27 |
Family
ID=11562217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10003608A Pending JPH11197511A (en) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | Photocatalyst body, lamp and illuminator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11197511A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001259435A (en) * | 2000-03-24 | 2001-09-25 | Seiwa Kogyo Kk | Photocatalyst-supporting body |
| CN111256072A (en) * | 2020-03-27 | 2020-06-09 | 善研光电科技（上海）有限公司 | LED photocatalyst sterilizing lamp and preparation method thereof |
-
1998
- 1998-01-12 JP JP10003608A patent/JPH11197511A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001259435A (en) * | 2000-03-24 | 2001-09-25 | Seiwa Kogyo Kk | Photocatalyst-supporting body |
| CN111256072A (en) * | 2020-03-27 | 2020-06-09 | 善研光电科技（上海）有限公司 | LED photocatalyst sterilizing lamp and preparation method thereof |
| CN111256072B (en) * | 2020-03-27 | 2023-07-04 | 善研光电科技（上海）有限公司 | LED photocatalyst sterilizing lamp and preparation method thereof |
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