(57)【要約】    【課題】  屋内使用において長期間にわたって使用しても光触媒効果の低下が少ない光触媒体、この光触媒体の製造方法およびこの光触媒体を備えた照明装置を提供する。    【解決手段】  光触媒体は、基体と、基体の表面に形成された平均膜厚が０．１〜１０μｍ、好適には０．４〜６μｍで、かつ、膜の比表面積が１０〜４００ｍ２／ｇ、好適には７０〜２００ｍ２／ｇの光触媒膜とを具備している。  また、光触媒体の製造方法は、基体の表面に光触媒塗布液を塗布して光触媒塗布膜を形成する第１の工程と、第１の工程により形成された未乾燥状態の光触媒塗布膜に熱風を吹き付けて強制乾燥を行うとともに焼成して光触媒膜を形成する第２の工程とを具備している。【選択図】    図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と；
基体の表面に形成された平均膜厚が０．１〜１０μｍで、かつ、比表面積が１０〜４００ｍ２／ｇ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。
【請求項２】
光触媒膜は、平均膜厚が０．４〜３．０μｍで、かつ、膜の比表面積が７０〜１５０ｍ２／ｇであることを特徴とする請求項１記載の光触媒体。
【請求項３】
光触媒膜を構成している光触媒粒子の粒度分布曲線中に複数のピークが存在することを特徴とする光触媒体。
【請求項４】
基体の表面に光触媒塗布液を塗布して光触媒塗布膜を形成する第１の工程と；
第１の工程により形成された未乾燥状態の光触媒塗布膜に熱風を吹き付けて強制乾燥を行うとともに焼成して光触媒膜を形成する第２の工程と；
を具備していることを特徴とする光触媒体の製造方法。
【請求項５】
照明装置本体と；
照明装置本体に配設された請求項１ないし３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装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改良された光触媒体、この光触媒体の製造方法および光触媒体を備えた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光触媒の作用原理は、光が照射された光触媒面で活性酸素が発生し、光触媒面に吸着された有機物が活性酸素によって分解されるというものである。この作用原理を利用して、ホルムアルデヒドなどの室内汚染物質や酢酸、プロピオン酸、アンモニアおよびアセトアルデヒドなどの悪臭物質、あるいはたばこの煙に含まれる汚染物質などを分解させたり、抗菌機能を付加させたりした光触媒体の製品化が進んでいる。特に近年では、励起波長を長波長側へシフトさせて、広い波長域の光を利用することで分解効果を向上させるといった光触媒材料の研究が盛んで、光エネルギーが不足勝ちだった屋内用途への展開も進んでいる。このような背景において、一般的に光触媒は、その成分が酸化チタンといった化学的に安定な酸化物であるため、その機能が不変であると考えられている。
【０００３】
また、従来、外面に光触媒膜を形成させ、室内汚染物質の分解、脱臭および汚染防止などの機能を付加させた例えば蛍光ランプなどの物品が製品化されてきている。従来、一般にある程度の効果があって、しかも所望の膜強度を有する光触媒膜は、その膜厚が０．３μｍ程度までのものが実用化されている。例えば、既知の光触媒膜を備えた蛍光ランプでは、光触媒膜の膜厚が０．０５〜０．５μｍに規定されている（特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１９１３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、光触媒膜の屋内使用において、上述したような膜厚であると、極微量の亜硫酸ガス（ＳＯ２）や窒素酸化物（ＮＯＸ）が酸化チタン光触媒膜に吸着されることにより、図１に示すように光触媒効果が製品性を失うほど大きく低下することが明らかになってきた。
【０００６】
なお、図１は、ＪＥＭＡ規格に準拠したボックス中において測定した従来の光触媒膜付直管４０Ｗ形蛍光ランプのホルムアルデヒドの分解効果を示すグラフである。図において、横軸は時間（ｈｒ）を、縦軸はホルムアルデヒドガス残存率（％）を、それぞれ示す。また、図中、曲線Ａは事務所内の天井照明に使用して点灯開始から１０００時間経過した従来の光触媒膜を備えた蛍光ランプによるホルムアルデヒドガス残存率（％）を示す。曲線Ｂは同上蛍光ランプの初期品（点灯０時間）によるホルムアルデヒドガス残存率（％）を示す。曲線Ｃは光触媒膜を備えていない蛍光ランプによるホルムアルデヒドガス残存率（％）を示す。
【０００７】
上述の光触媒効果が低下してしまった光触媒膜の表面を水で洗い流すと、光触媒効果が復元する。その際の洗い流した水を分析すると、ＮＯ３−やＳＯ１２−イオンが検出されている。このことから、光触媒効果の低下は、極微量の亜硫酸ガス（ＳＯ２）や窒素酸化物（ＮＯＸ）に原因があることは明らかである。なお、屋外使用の光触媒膜の場合には、降雨により光触媒膜が水で洗われて光触媒効果が復元されるために、上述の光触媒効果の低下はそれほど問題にならない。
【０００８】
本発明者は、光触媒膜の屋内使用における上述の問題を解決するために研究を行った結果、光触媒膜の膜構成を最適化することで光触媒効果の持続性を改善できることを見出した。
【０００９】
本発明は、屋内使用において長期間にわたって使用しても光触媒効果の低下が少ない光触媒体、この光触媒体の製造方法およびこの光触媒体を備えた照明装置を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、屋内使用において長期間にわたって使用しても、特にガス分解効果の低下が少ない光触媒体、この光触媒体の製造方法およびこの光触媒体を備えた照明装置を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の光触媒体は、基体と；基体の表面に形成された平均膜厚が０．１〜１０μｍで、かつ、比表面積が１０〜４００ｍ２／ｇの光触媒膜と；を具備していることを特徴としている。
【００１２】
本発明において、基体は、光触媒膜を担持するために機能していればどのような構成のものであってもよい。例えば、ガラス、セラミックス、石、合成樹脂、紙および布など無機物および有機物のいずれであってもよい。ただし、有機物の場合、光触媒膜を直接形成すると基体が劣化ないし損傷するような場合には、化学的に安定な無機質の下地層を介在させて対策することができる。また、光触媒塗布液を乾燥、焼成して光触媒膜を形成する場合には、基体に耐熱性のある物質を選ぶ必要がある。なお、下地層は、基体が無機質であっても、所望によりこれを配設することが許容される。
【００１３】
また、基体は、それ自体がある製品の一部または全体を構成していることを許容する。例えば、照明装置の場合には、ランプのバルブ、照明器具のセード、グローブおよび反射板などの制光部材を基体として兼用することができる。
【００１４】
光触媒膜は、本発明の特徴的構成部分であり、その平均膜厚と比表面積（ＢＥＴ値）とがともに所定範囲内にある。すなわち、平均膜厚は０．１〜１０μｍの範囲内にある必要がある。平均膜厚が下限値の０．１μｍ未満であると、時間の経過に伴う光触媒効果の低下が大きくなりすぎる。また、平均膜厚が上限値の１０μｍを超えると、光触媒膜の製造が困難になるとともに、膜厚の割に光触媒効果の持続性の大きな向上が得られない。なお、光触媒効果、特にガス分解効果の持続性が高くて、しかも製造が比較的容易でコストアップが少ないために、好適な平均膜厚の範囲は、０．４〜６．０μｍである。また、とりわけ実用上好適には０．４〜３．０μｍの範囲であり、さらに製造が容易なためにより一層好適には０．４〜２．５μｍの範囲である。
【００１５】
本発明において、光触媒膜の平均膜厚は以下のように求めるものとする。すなわち、光触媒体において、極端に膜厚が変化しやすい個所があれば、当該個所を除外したうえで、平均的、かつ、均等間隔で４箇所の膜厚を測定し、その測定値の平均値を求めて平均膜厚とする。これを蛍光ランプを例にしてさらに詳しく説明すれば、管端部から６０ｍｍ以内の領域は、膜厚が極端に変化しやすいのでこれらの個所を除外した残余の領域内について、周面のうちマーク正面視の位置を選んで、管軸方向にマーク側から非マーク側までの等間隔な４箇所について膜厚を測定し、それらの値の平均値をもって平均膜厚とする。
【００１６】
一方、比表面積（ＢＥＴ値）は、本発明においては光触媒膜自体としての比表面積を意味するもので、１０〜４００ｍ２／ｇの範囲内にする必要がある。比表面積が下限値の１０ｍ２／ｇ未満になると、光触媒粒子が大きくなりすぎるため、光触媒効果が少なすぎるとともに光触媒膜の強度の低下が顕著になる。また、比表面積が上限値の４００ｍ２／ｇ超になると、光触媒粒子が小さくなりすぎるため、所望の膜厚を備えた光触媒膜を得るにくくなる。なお、室内使用においても光触媒効果、特に消臭作用の持続性が高くて、しかも製造が比較的容易でコストアップが少ないために、とりわけ実用上好適な比表面積（ＢＥＴ値）の範囲は、７０〜１５０ｍ２／ｇの範囲、より一層好適には９０〜１５０ｍ２／ｇの範囲内である。
【００１７】
以上説明した平均膜厚と比表面積（ＢＥＴ値）は、実際上それらのある組み合わせにおいて使用されるものであるが、本発明では、一般的な範囲において平均膜厚が０．１〜１０μｍの範囲で、かつ、比表面積（ＢＥＴ値）が１０〜４００ｍ２／ｇである。好適な範囲としては、平均膜厚が０．４〜６．０μｍの範囲で、かつ、比表面積（ＢＥＴ値）が７０〜２００ｍ２／ｇである。とりわけ実用上好適には平均膜厚が０．４〜３．０μｍの範囲で、かつ、比表面積（ＢＥＴ値）が７０〜１５０ｍ２／ｇの範囲である。より一層好適には平均膜厚が０．４〜２．５μｍの範囲で、かつ、比表面積（ＢＥＴ値）が９０〜１５０ｍ２／ｇの範囲である。
【００１８】
光触媒膜自体の比表面積（ＢＥＴ値）を上記範囲内にするには、例えば光触媒膜を多孔質に形成したり、多孔質の光触媒物質を用いて成膜したりすればよい。
【００１９】
さらに、光触媒膜は、上記の構成に加えて所望により以下の各態様を単独でまたは所望の複数を組み合わせて付加することを許容する。これにより、光触媒体膜の性能向上が期待できる。
【００２０】
１．光触媒膜を構成している光触媒粒子の粒度分布曲線中に複数のピークが存在するように光触媒膜が構成されている。これは平均粒径の異なる複数種の光触媒粒子が光触媒膜中に混合されていることを意味している。なお、本態様において、ピークとは、質量比または体積比での粒度分布曲線において、粒径の変化に対する質量比または体積比の変化曲線中の高さが前後の粒径における高さより大きくなっている箇所を示す。
【００２１】
そうして、本態様によれば、膜厚の大きい光触媒膜を得やすくなる。
【００２２】
２．光触媒膜を構成している光触媒粒子の重量での粒度分布を０．１〜１００μｍの範囲内であり、かつ、そのモード径が０．５〜２０μｍ、好ましくは１．０〜１０μｍの範囲内とする。なお、モード径とは、粒度分布曲線中の最も高いピークにおける粒径（粒径毎の存在比率を示す頻度分布において、存在比率（出現比率）が最も大きい粒子径チャンネルまたは分布の極大値。）のことである。
【００２３】
そうして、本態様によれば、光触媒効果が大きくて、しかも膜厚を所望の大きな値にしやすくなり、したがって光触媒効果の復元のために水洗いをしなくても長期間にわたり光触媒効果の持続性のある光触媒体を得ることができる。しかし、水洗いをすることによって光触媒効果を回復させてもよいことはいうまでもない。
【００２４】
３．光触媒膜を構成している酸化チタンからなる光触媒粒子の結晶構造をアナターゼ型、ブルッカイト型およびルチル型のいずれか一種または複数種とする。特にブルッカイト型を主成分とし、これにルチル型またはアナターゼ型を添加していることにより、本発明の膜厚範囲内、特に好適範囲である０．４μｍ超から６μｍまでの範囲内で所望膜厚の優れた光触媒膜を得やすくなる。
【００２５】
４．光触媒膜が、金属微粒子および金属酸化物微粒子のいずれか一方または両方を含む。この場合の金属としては、白金が好適である。
【００２６】
そうして、本態様によれば、光触媒膜が活性化する光の波長域が拡張され、したがって活性化させやすくなって、光触媒効果が向上する。
【００２７】
５．光触媒膜に、短波長域の光、例えば波長４２０ｎｍ以下の光照射を受けて活性化させる。
【００２８】
そうして、本態様によれば、光触媒膜が活性化しやすいし、また活性化に用いる光の波長帯は蛍光ランプなどの人工光源により比較的発生させやすい。
【００２９】
６．光触媒膜に、光触媒粒子相互間または光触媒膜と基体や下地層との間の付着強度を向上させるバインダー成分として適量のシリコーン、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２またはＡｌ２Ｏ３などの可視光および／または紫外光の透過率の高い物質を混合する。ＺｒＯ２などの上記バインダー成分は、光触媒粒子に対し０．１〜２０質量％の混合比率で含むことができる。
【００３０】
次に、本発明の光触媒体の製造方法は、基体の表面に光触媒塗布液を塗布して光触媒塗布膜を形成する第１の工程と；第１の工程により形成された未乾燥状態の光触媒塗布膜に熱風を吹き付けて強制乾燥を行うとともに焼成して光触媒膜を形成する第２の工程と；を具備していることを特徴としている。
【００３１】
本発明は、上述した所望膜厚を有する本発明の光触媒体を製造するのに好適な製造方法を提供する。
【００３２】
すなわち、本発明の光触媒体の製造方法は、その第１の工程において、基体の表面に光触媒塗布膜を形成する。この工程における塗布方法は、特段限定されない。したがって、既知の各種塗布方法を採用することができる。例えば、スプレー法、フローコート法、刷毛塗り法および浸漬法などである。なお、吹き付け法は塗布液をスプレー状態にして吹き付ける。フローコート法は塗布液を上方ないし側方から基体に流して塗布する。
【００３３】
しかしながら、本発明において好適な塗布法は、フローコート法である。この塗布法は、設備の構造が比較的簡単でよく、しかも光触媒塗布膜の膜厚が比較的均一で、作業も比較的容易である。フローコート法による塗布に際して、縦位置ないし横位置までの間の任意の角度位置に基体を設定することができる。そして、光触媒塗布液を基体の表面に流して光触媒塗布膜を形成する。例えば、基体が直管形蛍光ランプのように細長い場合には、基体を縦位置にセットするのがよい。そして、蛍光ランプのバルブ上端位置からその周面全体に光触媒塗布膜を流す。これを実現する手段として、基体の周面の６〜１２等分位置に光触媒塗布液の噴射ノズルを配置してフローすることができる。
【００３４】
また、第１の工程において、フローコートを行ったときに基体に付着することなく流下した余剰の光触媒塗布液は、これを回収して再利用することができる。余剰の光触媒塗布液を回収するために、塗布後３０〜９０秒間程度の間基体を塗布位置に留置することが許容される。
【００３５】
第２の工程において、未乾燥状態の光触媒塗布膜に熱風を吹き付けて強制乾燥を行うとともに焼成して光触媒膜を形成する。すなわち、第２の工程において、光触媒塗布膜の乾燥および焼成すなわち焼付けが連続的に行われる。しかも、光触媒塗布膜が好ましくは塗布直後の未乾燥状態のときから乾燥が開始される。このため、強制乾燥を行わないのであれば光触媒塗布膜を形成後に自然に垂れ落ちたであろう分までがまだ基体表面に付着している間に乾燥され、さらに焼成されて光触媒膜が形成される。したがって、膜厚の大きな光触媒膜が形成される。
【００３６】
また、第２の工程において、熱風吹き付けて行う強制乾燥・焼成処理は、これを乾燥・焼成容器内に基体、例えば蛍光ランプを収容した状態で行うのが効果的である。この場合に用いる乾燥・焼成容器は、基体となる蛍光ランプを単体で収容するように構成することによって、より一層良好な乾燥を行うことができる。また、上記乾燥・焼成容器は、基体、例えば蛍光ランプの全体を縦位置で収容し、かつ、上部から熱風を導入し、下端を開放状態にして排風するように構成される。なお、上記乾燥・焼成容器は、角筒状または円筒状に形成することができる。しかし、一度に多数の基体の乾燥・焼成処理を行うために、複数の基体、例えば蛍光ランプを同時に収容するように乾燥・焼成容器を構成することが許容される。なお、直管状の蛍光ランプを縦位置に保持するには、その両端の口金を把持することで保持できる。
【００３７】
さらに、第２の工程における強制乾燥およびこれに連続する焼成は、５〜１５分程度でよい。また、この際の温度は、基体が９０〜１３０℃以上で、２００℃程度以下で行うのが好適である。
【００３８】
本発明の照明装置は、照明装置本体と；照明装置本体に配設された請求項１または２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。
【００３９】
本発明において、照明装置は、ランプを光源とする各種装置およびその光源を全て含む概念である。例えば、上記装置には照明器具、標識灯、表示灯および化学反応装置などが含まれる。また、ランプとしては、蛍光ランプ、高圧放電ランプおよび白熱電球などを含む。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、光触媒効果の復元のために水洗いをしなくてもよく、したがって室内使用に対して効果的であり、長時間にわたり光触媒効果、とりわけガス分解効果の低下が少ない光触媒体を提供することができる。
【００４１】
また、本発明によれば、膜厚を所望の程度まで大きくした光触媒体を製造するのに好適な光触媒体の製造方法を提供することができる。
【００４２】
さらに、本発明によれば、水洗いをしなくても長時間にわたり光触媒効果、とりわけガス分解効果の低下が少ない光触媒体を備えた照明装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【００４４】
図２は、本発明の光触媒体を実施するための一形態としての光触媒膜を備えた蛍光ランプのホルムアルデヒドガス残存率を比較例のそれとともに示すグラフである。図において、横軸および縦軸は図１におけるのと同様である。また、図中、曲線Ｄは点灯１０００時間経過品、曲線Ｅは初期品（０ｈｒ）、曲線Ｆは比較例である。なお、本発明を実施した蛍光ランプは、そのバルブ表面に形成した光触媒膜の平均膜が約１．５μｍ、比表面積（ＢＥＴ値）が１４０ｍ２／ｇである。また、比較例は、光触媒膜を備えていない蛍光ランプである。
【００４５】
図から理解できるように、本発明によれば、初期品だけでなく、１０００時間点灯後であっても顕著な光触媒効果を保有している。また、初期品の光触媒効果は、図１の曲線Ｂに示す従来の光触媒体におけるそれと同等である
なお、上記測定は、ＪＥＭＡ空気清浄機の規格に準じた測定方法であり、１ｍ３の容積を有するボックス内に被測定蛍光ランプをセットし、上記ボックス内で２ｐｐｍとなる量のホルムアルデヒドを放出させ、平衡状態になったとき蛍光ランプを点灯する。その際のガス濃度を光音響式センサでモニタリングし、減衰状態を測定したものである。
【００４６】
図３は、本発明の一形態における光触媒膜を構成する光触媒粒子の重量による粒度分布の一例を示すグラフである。図において、横軸は粒径（ｎｍ）を、縦軸は質量比率を、それぞれ示す。なお、粒径分布の粒径測定上の分解能は、有効数字で２桁程度であれば十分である。
【００４７】
図からから理解できるように、本例における光触媒体は、その光触媒膜を構成する光触媒粒子の粒度分布が０．１〜１００μｍの範囲内にあり、モード径が約１．５μｍで、かつ、粒度分布範囲内に２つのピークが存在している。主ピークはモード径の約１．５μｍであり、他のピークは約１５μｍである。また、モード径以下の粒径分布における重量分布量が膨らみを有していて、多様な粒径の光触媒粒子が多く含まれている。
【００４８】
図４は、光触媒膜を備えた蛍光ランプにおける光触媒膜の平均膜厚とホルムアルデヒドガス残存率の関係を示すグラフである。図において、横軸は膜厚（μｍ）を、縦軸は１時間後のホルムアルデヒドガス残存率（％）を、それぞれ示す。図中、曲線Ｇは点灯１５００時間経過後の残存率特性、曲線Ｈは点灯６００時間経過後の残存率特性、曲線Ｉは初期品（０ｈｒ）の残存率特性、をそれぞれ示している。
【００４９】
図から理解できるように、いずれの曲線も、またいずれの膜厚においても、図１に示す従来例に比較して顕著な効果を示している。特に膜厚が０．５μｍ以上であれば、十分な効果を奏することが分かる。
【００５０】
以下、図５ないし図１０を参照して、光触媒膜の平均膜および比表面積（ＢＥＴ値）の組み合わせの異なる本発明の光触媒体を実施するための他の形態について説明する。
【００５１】
まず、図５ないし図７は、本発明の光触媒体を実施するための第２ないし第４の形態としての光触媒膜を備えた蛍光ランプにおけるホルムアルデヒドガス残存率を比較例のそれとともに示すグラフである。各図において、横軸および縦軸は図１におけるのと同様である。また、比較例は、光触媒膜を有していない以外は、第２ないし第４の形態と同じである。図中、曲線０は、点灯０時間の初期時、曲線４００は点灯４００時間経過時、曲線８００は点灯８００時間経過時、曲線１２００は点灯１２００時間経過時、曲線ＣＳは上記比較例、をそれぞれ示す。
【００５２】
図５は、本発明の第２の形態におけるホルムアルデヒドガス残存率を比較例のそれとともに示すグラフである。第２の形態は、光触媒膜の平均膜厚が２μｍで、比表面積が１４０ｍ２／ｇの光触媒体である。
【００５３】
図から理解できるように、第２の形態においては、比表面積が大きくなっているのに加えて平均膜厚が２μｍになっていることで、図１に示す第１の形態に比較して長期間使用してもガス分解効果が殆ど減退していないとともに、ガス分解効果が優れている。特に注目されるのは、点灯８００時間以降はガス分解効果が殆ど低減しないので、蛍光ランプの寿命末期までガス分解効果が残存していく。
【００５４】
図６は、本発明の第３の形態におけるホルムアルデヒドガス残存率を比較例のそれとともに示すグラフである。第３の形態は、光触媒膜の平均膜厚が０．５μｍで、比表面積が１４０ｍ２／ｇの光触媒体である。
【００５５】
図から理解できるように、第３の形態においては、比表面積が大きくなっているのに対して平均膜厚が０．５μｍで比較的薄いが、１２００時間において見られるように長期間使用してもガス分解効果が実用上差し支えない範囲を維持し続けている。
【００５６】
図７は、本発明の第４の形態におけるホルムアルデヒドガス残存率を比較例のそれとともに示すグラフである。第４の形態は、光触媒膜の平均膜厚が２μｍで、比表面積が７０ｍ２／ｇの光触媒体である。
【００５７】
図から理解できるように、第４の形態においては、比表面積が本発明の範囲の中では比較的小さい値に属しているものの、平均膜厚が２μｍであるので、長期間使用してもガス分解効果が実用上差し支えない範囲維持し続けている。特に注目されるのは、点灯８００時間以降はガス分解効果が殆ど低減しないので、蛍光ランプの寿命末期までガス分解効果が残存していく。
【００５８】
図８は、本発明の光触媒体における膜厚とガス分解効果の関係を示すグラフである。図において、横軸は膜厚（μｍ）を、縦軸はガスの分解効果相対値（％）を、それぞれ示す。なお、このグラフは、比表面積１４０ｍ２／ｇの光触媒膜を基準としている。
【００５９】
図から理解できるように、膜厚が大きくなるにしたがってガス分解効果が増大するものの、膜厚が大きくなるにしたがって弱い飽和傾向を示すが、膜厚０．４〜３μｍの範囲であれば、十分に高いガス分解効果が得られることを示している。また、とりわけ膜厚０．４〜２．５μｍの範囲であれば、ガス分解効果が高いとともに、光触媒体の製造が比較的容易になる。
【００６０】
図９は、本発明の光触媒体における比表面積とガス分解効果の関係を示すグラフである。図において、横軸は比表面積（ｍ２／ｇ）を、縦軸はガスの分解効果相対値（％）を、それぞれ示す。なお、このグラフは、膜厚２μｍの光触媒膜を基準としている。
【００６１】
図から理解できるように、ガス分解効果は、比表面積に対して正比例し、比表面積７０〜１５０ｍ２／ｇの範囲であれば、高いガス分解効果が得られるとともに、製造が比較的容易である。また、比表面積９０〜１５０ｍ２／ｇの範囲は、ガス分解効果が特に高くなる。
【００６２】
次に、図５ないし図９に用いたデータを取得したときのガス分解効果測定装置およびガス分解効果測定手順を説明する。
【００６３】
まず、図１０に示すガス分解効果測定装置について説明する。この装置は、内容積０．１ｍ３で内部の換気が可能な気密な測定ボックス１内に被測定対象２およびファン３を配設し、外部に測定ボックス１内の気体をサンプリングして測定するマルチガスモニタ４を配置して構成されている。なお、被測定対象２として光触媒膜付の２０Ｗ形蛍光ランプを用いた。
【００６４】
続いて、測定手順について以下列挙して説明する。
（１）測定ボックス１内を十分に換気する。
（２）被測定対象２を測定ボックス１内に配置する。このとき、蛍光ランプを消灯させておく。
（３）測定ボックス１を閉鎖して、予め用意したホルムアルデヒドガス１０ｐｐｍをシリンジで測定ボックス１内に導入する。
（４）マルチガスモニタ４がホルムアルデヒドガスを検出したら蛍光ランプを点灯させる。
（５）マルチガスモニタ４でホルムアルデヒドガス濃度を測定する。
（６）測定終了後測定ボックス１内を換気する。
【００６５】
図１１および図１２は、本発明の光触媒体の製造方法を蛍光ランプに実施するための一形態を示し、図１１は蛍光ランプに光触媒塗布膜を形成する第１の工程およびその際に用いる製造設備の概念図、図１２は蛍光ランプの光触媒塗布膜を乾燥・焼成する第２の工程およびその際に用いる製造設備の概念図である。
【００６６】
図１１に示すように、第１の工程においては、蛍光ランプＦＬを縦位置に保持し、そのガラスバルブ１を基体として、その外表面に光触媒塗布膜を以下の要領で形成する。
【００６７】
すなわち、蛍光ランプＦＬは、その上下両端の口金が保持手段Ｈにより把持されて縦位置に固定される。
【００６８】
上記固定に先立ってガラスバルブ１の上部に塗布ヘッドＣＨが配置される。塗布ヘッドＣＨは、内周面に等間隔の吹き出し孔が所定数開口している。
【００６９】
塗布ヘッドＣＨから噴出された光触媒塗布液がガラスバルブ１の周面全体にわたって下端まで流下すれば、ガラスバルブ１の外表面全体に光触媒塗布膜が形成される。そして、余剰の光触媒塗布液が蛍光ランプから流れ落ち、ロート状の塗布液受容器Ｒを介して回収槽Ｔ内に挿入されているので、余剰の光触媒塗布液は、回収槽Ｔ内に溜まる。
【００７０】
そうして、光触媒塗布膜が未乾燥状態のまま蛍光ランプＦＬは、図６に示す第２の工程へ移される。
【００７１】
図１２に示すように、第２の工程においては、蛍光ランプＦＬは、乾燥・焼成容器ＤＢ内に縦位置に保持されて、光触媒塗布膜が強制乾燥および焼成される。
【００７２】
すなわち、乾燥・焼成容器ＤＢは、その上端が送気ダクトＤを経由して熱風発生器ＨＷに接続している。また、乾燥・焼成容器ＤＢの下端が開放されている。そして、蛍光ランプＦＬが、乾燥・焼成容器ＤＢ内に、そのガラスバルブ１の全周面に熱風が当たるように支持される。
【００７３】
そうして、所定時間の間、乾燥・焼成容器ＤＢ内に所定温度の熱風を送り続けると、未乾燥の光触媒塗布膜が強制乾燥されるとともに連続して焼成されるので、光触媒膜が形成される。その後、乾燥・焼成容器ＤＢ内の温度が低下したら蛍光ランプＦＬを乾燥・焼成容器ＤＢから取り出せば、光触媒膜を備えた完成品が得られる。
【００７４】
図１３は、本発明の照明装置を実施するための一形態としての蛍光ランプを示す一部切欠断面正面図である。本形態は、蛍光ランプＦＬのガラスバルブ１を基体としてその外表面に光触媒膜２を形成したものである。
【００７５】
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。
【００７６】
ガラスバルブ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封入されている。
【００７７】
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波長発光形蛍光体、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。また、所望により波長３４０ｎｍ以下の紫外線を放射する蛍光体を適当比率で添加すると、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。
【００７８】
しかし、蛍光ランプＦＬ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、本形態のようにガラスバルブ１の外面に直接光触媒膜２を形成する場合には、光触媒膜２を所要の程度に活性化することができる。
【００７９】
フィラメント電極５は、その一対がガラスバルブ１の両端内部に封装されている。
【００８０】
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。
【００８１】
そうして、本形態の蛍光ランプＦＬを用いて照明すると、光触媒膜２の光触媒作用によって周囲の消臭が行われる。これと同時に蛍光ランプＦＬに付着した例えばたばこの脂などの汚染物質は、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。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】ＪＥＭＡ規格に準拠したボックス中において測定した従来の光触媒膜付直管４０Ｗ形蛍光ランプのホルムアルデヒドの分解効果を示すグラフ
【図２】本発明の光触媒体を実施するための第１の形態としての光触媒膜を備えた蛍光ランプのホルムアルデヒドガス残存率を比較例のそれとともに示すグラフ
【図３】本発明の一形態における光触媒膜を構成する光触媒粒子の重量による粒度分布の一例を示すグラフ
【図４】光触媒膜を備えた蛍光ランプにおける光触媒膜の平均膜厚とホルムアルデヒドガス残存率の関係を示すグラフ
【図５】本発明の第２の形態におけるホルムアルデヒドガス残存率を比較例のそれとともに示すグラフ
【図６】本発明の第３の形態におけるホルムアルデヒドガス残存率を比較例のそれとともに示すグラフ
【図７】本発明の第４の形態におけるホルムアルデヒドガス残存率を比較例のそれとともに示すグラフ
【図８】本発明の光触媒体における膜厚とガス分解効果の関係を示すグラフ
【図９】本発明の光触媒体における比表面積とガス分解効果の関係を示すグラフ
【図１０】ガス分解効果測定装置の模式図
【図１１】本発明の光触媒体の製造方法を蛍光ランプに実施するための一形態を示す蛍光ランプに光触媒塗布膜を形成する第１の工程およびその際に用いる製造設備の概念図
【図１２】同じく蛍光ランプの光触媒塗布膜を乾燥・焼成する第２の工程およびその際に用いる製造設備の概念図
【図１３】本発明の照明装置を実施するための一形態としての蛍光ランプを示す一部切欠断面正面図
【符号の説明】
【００８３】
１…ガラスバルブ、２…光触媒膜、４…蛍光体層、５…フィラメント電極、６…口金、ＦＬ…蛍光ランプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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