(57)【要約】【課題】本発明は、生活の環境衛生を向上させるために、光エネルギーを照射することにより、光触媒の消臭、抗菌、防汚、公害物質除去作用などを活性化させ、光触媒を加えて加工処理した物質又は製品のクリーン度を維持したり、促進したりするようにした物質又は製品のクリーン度維持・促進方法と、そのための光触媒活性化式のクリーン度維持・促進システムに関する。【解決手段】太陽光を収集して光ファイバーを介して伝送し、その先端から太陽光エネルギーを出光させ得るようにしておき、光触媒を加えて加工処理した物質又は製品に対し、必要に応じて太陽光エネルギーを照射することにより、前記光触媒の消臭、抗菌、防汚、公害物質除去作用などの光触媒作用を活性化させ、光触媒を加えて加工処理した物質又は製品のクリーン度を維持したり、促進したりするようにしたことを特徴とする光触媒加工処理した物質又は製品のクリーン度維持・促進方法と、そのための光触媒活性化式のクリーン度維持・促進システムである。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を収集して光ファイバーを介して伝送し、その先端から太陽光エネルギーを出光させ得るようにしておき、光触媒を加えて加工処理した物質又は製品に対し、必要に応じて太陽光エネルギーを照射することにより、前記光触媒の消臭、抗菌、防汚、公害物質除去作用などの光触媒作用を活性化させ、光触媒を加えて加工処理した物質又は製品のクリーン度を維持したり、促進したりするようにしたことを特徴とする光触媒加工処理した物質又は製品のクリーン度維持・促進方法。
【請求項２】
太陽光を集めて収束するためのレンズ系部と、当該レンズ系部により収束された太陽光を収集するための光収集部と収集された太陽光を光ファイバーケーブル内に導入するための光カップラーとからなる太陽光収集装置部と、太陽光収集装置の光カップラーと接続して光ファイバーケーブル内に導入された太陽光を光触媒を加えて加工処理した物質又は製品の近くまで伝送する太陽光伝送装置部と、当該太陽光伝送部の先端部に接続し伝送されてきた太陽光を大気中に出光し得る太陽光照射装置部とからなり、
光触媒を加えて加工処理した物質又は製品に太陽光を集光・伝送・照射して光触媒の消臭、抗菌、防汚、公害物質除去作用などの光触媒作用を活性化させ、光触媒を加えて加工処理した物質又は製品のクリーン度を維持したり、促進したりするようにしたことを特徴とする光触媒活性化式のクリーン度維持・促進システム。
【請求項３】
光源として、ハロゲンランプ、水銀ランプ又はＸｅランプを用い、その光量を調節しながら照射できるようにしてなる光触媒を活性化装置を用意しておき、当該光触媒を活性化装置から発せられる可視光線又は紫外・可視光線を光触媒を加えて加工処理した物質又は製品に照射し、前記光触媒の消臭、抗菌、防汚、公害物質除去作用などの光触媒作用を活性化させて、当該物質又は製品のクリーン度を維持したり、促進したりするようにしたことを特徴とする光触媒活性化式のクリーン度維持・促進システム。
【請求項４】
光触媒加工処理した物質又は製品とは、酸化チタン、その他の金属酸化物半導体であって光によって励起状態になり、そのエネルギーを他に与えることができる光触媒を含む物質で表面をコーティングしたり、光触媒を含む物質を含有するようにしたことを特徴とする請求項１に記載するクリーン度維持・促進方法、又は請求項２、請求項３に記載する光触媒活性化式のクリーン度維持・促進システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、生活の環境衛生を向上させるために、光エネルギーを照射することにより、光触媒の消臭、抗菌、防汚、公害物質除去作用などを活性化させ、光触媒を加えて加工処理した物質又は製品のクリーン度を維持したり、促進したりするようにした物質又は製品のクリーン度維持・促進方法と、そのための光触媒活性化式のクリーン度維持・促進システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
酸化チタンなどの光触媒は、これに光エネルギーが照射されると、光触媒がその光を吸収して励起状態になり、その上に分子が吸着して活性化状態になる特性があることが知られている。特に酸化チタンなどの光触媒は、活性化すると光酸化反応のほか、有機物の光分解、光メタセシス、光異性化、光重合などの光触媒反応が生じて有機物や無機ガスを分解し、消臭、抗菌、防汚作用を発揮することが知られている。このため、近年、社会問題化している生活環境汚染の浄化したり、有害物質を無害化できる物質として注目されるようになり、例えば空気清浄機、脱臭フィルター、内外装材や建材等の防汚、自動車等の防汚などに広く利用されるようになってきた。
【０００３】
しかし、光触媒のこれら消臭、抗菌、防汚、公害物質除去作用などの光触媒作用というのは、光エネルギーとの接触が必要であり、その光量が多く、光が強いほど触媒作用が活性化し、効果的なものとなる。このため、主に屋外で利用される物質や製品に利用されることが多いが、光の届きにくい室内や地下施設内で利用されている物質や製品にはあまり利用されないというのが現状である
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
光触媒の消臭、抗菌、防汚、公害物質除去作用などの光触媒作用を利用した物質又は製品のクリーン度を維持し促進する方法は、その効果が高いだけでなく、光を照射するだけでよいため、その操作が簡単で維持費も少ないうえ、その消臭、抗菌、防汚、公害物質除去効果が高い特徴がある。また、、一般に、物質又は製品は、一度汚れたものを洗浄したり、発生してしまった悪臭を消したり、黴や菌などの有害物質に汚染されたのを除去するのは、大変な労力と時間と経費を必要とするのに対し、前処理で汚れにくくしたり、悪臭を発生しないようにしたり、有害物質で汚染しにくくするなど、予防処理をしておく方がクリーン化の維持管理が容易で、経済的なものになることに着目した。
【０００５】
そこで、本発明者は、従来あまり利用されていなかった太陽光の届きにくい室内や地下施設内で利用されている物質や製品についても広く光触媒加工処理を施しておき、太陽光などの光線の方を室内や地下施設内にまで引き込んできて、光を照射して光触媒を活性化し、その消臭、抗菌、防汚、公害物質除去作用などの光触媒作用を利用して当該物質又は製品のクリーン度を容易且つ安価に維持・促進する方法を具現化した。
【０００６】
また、そのための太陽光を集光・伝送・照射して、光触媒の消臭、抗菌、防汚、公害物質除去作用などの光触媒作用を活性化させ、物質又は製品のクリーン度を維持したり、促進したりする光触媒活性化式のクリーン度維持・促進システムを開発した。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
特許を受けようとする第１発明は、太陽光を収集して光ファイバーを介して伝送し、その先端から太陽光エネルギーを出光させ得るようにしておき、光触媒を加えて加工処理した物質又は製品に対し、必要に応じて太陽光エネルギーを照射することにより、前記光触媒の消臭、抗菌、防汚、公害物質除去作用などの光触媒作用を活性化させ、光触媒を加えて加工処理した物質又は製品のクリーン度を維持したり、促進したりするようにしたことを特徴とする光触媒加工処理した物質又は製品のクリーン度維持・促進方法である。
【０００８】
当該第１発明は、光触媒加工処理した物質又は製品のクリーン度維持・促進方法の基本発明である。物質又は製品に太陽光を照射するだけで、光触媒反応を起こさせ、消臭効果、抗菌効果、防汚効果、公害物質除去効果を上げることが出来るので、その、維持管理が用意となり、メンテナンス費用が安価となる。
【０００９】
特許を受けようとする第２発明は、太陽光を集めて収束するためのレンズ系部と、当該レンズ系部により収束された太陽光を収集するための光収集部と収集された太陽光を光ファイバーケーブル内に導入するための光カップラーとからなる太陽光収集装置部と、太陽光収集装置の光カップラーと接続して光ファイバーケーブル内に導入された太陽光を光触媒を加えて加工処理した物質又は製品の近くまで伝送する太陽光伝送装置部と、前記太陽光伝送部の先端部に接続し伝送されてきた太陽光を大気中に出光し得る太陽光照射装置部とからなる光触媒活性化装置を用意しておく。
【００１０】
その上で、当該光触媒活性化装置を利用して、光触媒を加えて加工処理した物質又は製品に対して、太陽光を集光・伝送・照射することにより光触媒作用を活性化させ、光触媒を加えて加工処理した物質又は製品のクリーン度を維持したり、促進したりするようにしたことを特徴とする光触媒活性化式のクリーン度維持・促進システムである。
【００１１】
当該第２発明は、具体的に太陽光を集光・伝送・照射することのできる光触媒活性化装置を用意しておくことが第１の特徴である。当該光触媒活性化装置を利用して、太陽光を引き込み光を照射することにより、光触媒作用を活性化させて物質又は製品のクリーン度を向上させることができるようにしたものである。
【００１２】
特許を受けようとする第３発明は、光源として、ハロゲンランプ、水銀ランプ又はＸｅランプを用い、その光量を調節しながら照射できるようにしてなる光触媒を活性化装置を用意しておき、当該光触媒活性化装置から発せられる可視光線又は紫外・可視光線を光触媒を加えて加工処理した物質又は製品に照射し、前記光触媒の消臭、抗菌、防汚、公害物質除去作用などの光触媒作用を活性化させて、当該物質又は製品のクリーン度を維持したり、促進したりするようにしたことを特徴とする光触媒加工処理した物質又は製品のクリーン度維持・促進方法である。
【００１３】
当該第３発明は、光触媒活性化装置として、人工的な光源を用い、その光量を調節しながら照射できるようにしたものを用意し、これを用いて光触媒作用を活性化させて物質又は製品のクリーン度を向上させることができるようにしたものである。
【００１４】
特許を受けようとする第４発明は、光触媒加工処理した物質又は製品として、酸化チタン、その他の金属酸化物半導体であって光によって励起状態になり、そのエネルギーを他に与えることができる光触媒を含む物質で表面をコーティングしたり、光触媒を含む物質を含有するようにしたことを特徴とする請求項１に記載するクリーン度維持・促進方法、又は請求項２、請求項３に記載する光触媒活性化式のクリーン度維持・促進システムである。
【００１５】
光触媒となり得る金属酸化物半導体として、ＴｉＯ２・ＳｒＴｉＯ３・ＢａＴｉＯ３・ＣａＴｉＯ３・ＫｔｉＯ３・Ｆｅ２ＴｉＯ３・ＦｅＴｉＯ３・ＳｎＯ２・ＺｒＯ２・ＺｎＯ・Ｆｅ２Ｏ３・Ｃｕ２Ｏ・Ｉｎ２Ｏ３・ＷＯ３・Ｂｉ２Ｏ３・Ｎｂ２Ｏ３などであればよい。尚、当該金属酸化物半導体を微粒子粉末にすることにより活性化したり、異なる半導体と混合して活性化するようにしても良いし、トルマリン等の助触媒と混合するようにしても良い。
【００１６】
【実施例】
以下、図示実施例に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明に係る光触媒加工処理した物質又は製品のクリーン度維持・促進方法の基本原理を示す説明図であり、図２は、第２発明に係る太陽光を利用する光触媒活性化装置を用いた光触媒活性化式のクリーン度維持・促進システムを示す斜視説明図であり、図３は、第２発明に係る太陽光収集装置部の一実施例を示す説明図であり、図４は、第２発明に係る太陽光収集装置部の他実施例を示す説明図であり、図５は、第２発明に係る太陽光照射装置部の一実施例を示す側面説明図であり、図６は、第３発明に係る人工光源を利用する光触媒活性化装置の実施例を示す斜視図である。
【００１７】
図１は、本発明に係る光触媒加工処理した物質又は製品のクリーン度維持・促進方法の基本原理を示す説明図であるが、その図中１は、太陽光の集めて収集する太陽光収集部であり、２は収集した太陽光Ａを伝送するための光ファイバーケーブルであり、３は、伝送されてきた太陽光Ａを先端から照射する出光部であり、４は、光触媒加工処理した物質又は製品である。このように、太陽光を収集して光ファイバーを介して伝送し、その先端から太陽光Ａを出光させ得るようにしておき、光触媒を加えて加工処理した物質又は製品４に対し、必要に応じて太陽光Ａを照射することにより、前記光触媒の消臭、抗菌、防汚、公害物質除去作用などの光触媒作用を活性化させ、光触媒を加えて加工処理した物質又は製品４のクリーン度を維持したり、促進したりするようにしたクリーン度維持・促進方法である。
【００１８】
図２は、まず太陽光を利用する光触媒活性化装置５を用いた光触媒活性化式のクリーン度維持・促進システムを示す斜視説明図であり、当該光触媒活性化装置５は、太陽光収集装置部６と太陽光伝送装置部７と太陽光照射装置部８とからなり、光触媒を加えて加工処理したカーテン、絨毯、ベットなどの物質又は製品４である。当該太陽光収集装置部６は、例えば図３、図４に示すように、太陽光Ａを集めて収束するためのレンズ系部６ａと、当該レンズ系部６ａにより収束された太陽光を収集するための光収集部６ｂと収集された太陽光Ａを光ファイバーケーブル２内に導入するための光カップラー６ｃとから構成されている。
【００１９】
尚、図３のレンズ系部６ａを反射鏡型６ｄとなし、光収集部６ｂにて太陽光Ａを焦点１ケ所に集めて強い大きな光源になし、その収集された太陽光Ａを光カップラー６ｃにより光ファイバーケーブル２内に導入するようにした実施例の太陽光収集装置部６である。
【００２０】
更に、図５には、太陽光Ａを照射するための太陽光照射装置部であり、光ファイバーケーブル２の先端部に設けた光ラジエター９と反射鏡８などからなり、光ファイバーケーブル２内を効果的に拡散して、特定範囲を均一に照射する為のものである。
【００２１】
また図４は、レンズ系部６ａを複数のレンズを用いて小さい太陽光Ａを数多く収集する酢複眼型６ｅの実施例である。必要に応じて、いずれの実施例を選択しても良いが、太陽光Ａを集め、光を収集し、太陽光を光ファイバーケーブル内に導入できれば図示実施例に限るものではない。
【００２２】
次に、太陽光伝送装置部７は、光ファイバーケーブル７ａを主体として、これに必要に応じて接続部や接続分岐部や反射鏡それらの配線部材など既存の伝送技術を組み合わせて太陽光Ａを伝送するようにした装置である。
【００２３】
図６は、人工光源を利用する光触媒活性化装置５ｂの実施例を示す斜視図であり、図中１０は、ハロゲンランプ、水銀ランプ又はＸｅランプなどの人工光源であり、１１は、その光量を調節しながら照射できるスイッチなどのある操作部であり、１２は放出された光線を反射して効率的に照射するための反射鏡である。ハロゲンランプは、可視領域の光源であり、水銀ランプとＸｅランプは、紫外・可視領域の光源である。光触媒反応の速度は、光触媒の吸収波長領域および光強度（光量）によって異なる。強い紫外光線を使用する場合には、紫外光が目に入ったり、人体皮膚に当たらない様に注意し、光量を調整する必要がある。
【００２４】
光触媒が酸化チタンの場合、吸収波長領域はほとんど紫外線領域であるといわれているが、紫外線というのは４００ｎｍより短い波長の光をいう。人間の目が見ることのできる可視光線領域は、約４００ｎｍ〜８００ｎｍであるから、太陽光には紫外線がエネルギーとして約３％含まれている。このため、太陽光を照射することにより当該光触媒は励起状態となり活性化するのである。
【００２５】
光触媒反応には、酸素の光吸着、有機物の光酸化反応、有機物の光分解、光異性化、光重合などがある。従って、光触媒に太陽光や紫外光線を照射すると、消臭作用、抗菌作用、防汚作用、公害物質除去作用などの光触媒作用を活性化させ、光触媒を加えて加工処理した物質又は製品のクリーン度を維持したり、促進したりすることが出来る。
【００２６】
【発明の効果】
叙上のように、本発明は、太陽光を収集して光ファイバーを介して伝送し、その先端から太陽光エネルギーを出光させ得るようにしておき、光触媒を加えて加工処理した物質又は製品に対し、必要に応じて太陽光エネルギーを照射することにより、前記光触媒の消臭、抗菌、防汚、公害物質除去作用などの光触媒作用を活性化させ、光触媒を加えて加工処理した物質又は製品のクリーン度を維持したり、促進したりするようにした物質又は製品のクリーン度維持・促進方法である。
【００２７】
太陽光エネルギーは、誰でも手軽に入手できる無尽蔵で且つクリーンなエネルギーであり、安全性もある。この太陽エネルギーを光触媒を加えて加工処理した物質又は製品に照射するだけで、生活環境において汚れの主な原因となる有機物質を分解し、消臭作用、抗菌作用、防汚作用、公害物質除去作用を有効に発揮する。本発明は、物質又は製品に事前に光触媒を加えて加工処理しておくだけで、簡単に物質又は製品のクリーン度を維持したり、促進したりすることが出来る。
【００２８】
本発明は、このように環境衛生の向上のために一石四鳥の効果を発揮できるのは他に例をみない程、便利となり、経済的になる。
【００２９】
第２発明は、太陽光収集装置部と、太陽光を伝送する太陽光伝送装置部と、伝送されてきた太陽光を大気中に出光し得る太陽光照射装置部とからなる光触媒活性化装置を用意しておき、当該光触媒活性化装置から光線を照射し、前記光触媒の消臭、抗菌、防汚、公害物質除去作用などの光触媒作用を活性化させて、当該物質又は製品のクリーン度を維持したり、促進したりするようにしたことを特徴とする光触媒活性化式のクリーン度維持・促進システムである。これは、第１発明をより便利で経済的に具現化するための具体的な装置システムである。
【００３０】
第３発明は、光触媒活性化装置の光源を人工的なハロゲンランプ、水銀ランプ又はＸｅランプを用いた点に特徴がある。当該光触媒を活性化装置から発せられる可視光線又は紫外・可視光線を光触媒を加えて加工処理した物質又は製品に照射し、前記光触媒の消臭、抗菌、防汚、公害物質除去作用などの光触媒作用を活性化させて、当該物質又は製品のクリーン度を維持したり、促進したりするようにするのは第２発明と同じである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光触媒加工処理した物質又は製品のクリーン度維持・促進方法の基本原理を示す説明図である。
【図２】第２発明に係る太陽光を利用する光触媒活性化装置を用いた光触媒活性化式のクリーン度維持・促進システムを示す斜視説明図である。
【図３】第２発明に係る太陽光収集装置部の一実施例を示す説明図である。
【図４】第２発明に係る太陽光収集装置部の他実施例を示す説明図である。
【図５】第２発明に係る太陽光照射装置部の一実施例を示す側面説明図である。
【図６】第３発明に係る人工光源を利用する光触媒活性化装置の実施例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１：太陽光収集部
２：光ファイバーケーブル
３：出光部
４：光触媒加工処理した物質又は製品
５：光触媒活性化装置
５ｂ：光触媒活性化装置
６：太陽光収集装置部
６ａ：レンズ系部
６ｂ：光収集部
６ｃ：光カップラー
６ｄ：反射鏡型
６ｅ：複眼型
７：太陽光伝送装置部
８：反射鏡
９：光ラジエター
１０：人工光源
１１：操作部
１２：反射鏡
Ａ：太陽光
【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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