(57)【要約】【課題】  前面基板の外面に配置する光触媒の表面積を大きく確保することのできる光触媒付放電パネルの実現。【解決手段】  紫外線を透過させる透光性材料より成る曲板状の前面基板12と、絶縁性材料より成る平板状の背面基板14とを、所定の間隙を隔てて対向配置し、両基板12，14周縁を封着材16を介して封止して気密容器18を形成し、該気密容器18内に紫外線放射ガス及び一対の放電電極20，20を封入し、さらに、上記前面基板12の外面に、アナターゼ型の酸化チタン（ＴｉＯ２）等より成る光触媒を保持して成る多数の透光性の多孔質吸着材24を、透光性の接着剤26を介して固着配置した。【選択図】        図１
2005235673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性材料より成る前面基板と、背面基板とを、所定の間隙を隔てて対向配置し、両基板周縁を封止して気密容器を形成し、該気密容器内に放電ガスを封入すると共に、気密容器の内部又は外部に複数の放電電極を配置し、上記前面基板の外面に光触媒を配置して成る光触媒付放電パネルであって、上記前面基板の外面を曲面と成し、該前面基板の外面に、透光性の多孔質吸着材を多数配置すると共に、上記多孔質吸着材の表面及び細孔内に光触媒を保持せしめて成ることを特徴とする光触媒付放電パネル。
【請求項２】
上記前面基板の外面に、上記多孔質吸着材が透光性の接着剤を介して固着されていることを特徴とする請求項１に記載の光触媒付放電パネル。
【請求項３】
上記前面基板の外面に、上記多孔質吸着材を配置すると共に、これら多孔質吸着材を網状部材で被覆したことを特徴とする請求項１に記載の光触媒付放電パネル。
【請求項４】
上記前面基板の外面に、上記多孔質吸着材と共に反射材を配置したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光触媒付放電パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、透光性材料より成る前面基板と背面基板とを所定の間隙を隔てて対向配置し、両基板周縁を封止して形成した気密容器と、該気密容器内部に封入される放電ガスと、複数の放電電極を備え、上記前面基板の外面に光触媒を配置して成る光触媒付放電パネルに係り、特に、前面基板の外面に配置する光触媒の表面積を大きく確保することのできる光触媒付放電パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
酸化チタン（ＴｉＯ２）等の光触媒は、紫外線等の照射を受けると活性化して強力な酸化還元作用を生じ、窒素酸化物（ＮＯＸ）、硫黄酸化物（ＳＯＸ）等の有害化合物や汚濁物等を効果的に分解する作用を発揮するものであることから、この光触媒を、放電パネルの前面基板の外面に配置し、空気や水の浄化を行う試みが成されている。
ところで、上記光触媒による有害化合物や汚濁物等の分解は、これら有害化合物や汚濁物等が光触媒に接触することによって生じる作用である。従って、光触媒による空気や水の浄化能力を向上させるためには、光触媒の表面積をできるだけ拡大することが望ましい。
【０００３】
そこで、本出願人は、先に、放電パネルを構成する前面基板の外面に、表面を光触媒で被覆された多数の繊維状体を、上記気前面基板外面に対して立設状態で被着して成る光触媒付放電パネルを提案した（特開２００３−３４６７１４号）。
図７に示すように、この光触媒付放電パネル70は、絶縁性の紫外線透過材料より成る曲板状の前面基板72と、絶縁性材料より成る平板状の背面基板74とを、所定の間隙を隔てて対向配置し、両基板72，74周縁を封着材76を介して気密に封止して気密容器78を形成し、該気密容器78内に、紫外線放射ガスを充填して成る。
また、上記背面基板74の内面には、一対の帯状の放電電極80，80が所定の間隙を隔てて対向配置されている。
さらに、上記前面基板72の内面には、紫外線波長変換用の蛍光体層82が形成されている。
【０００４】
上記前面基板72の外面には、表面をアナターゼ型の酸化チタン（ＴｉＯ２）より成る光触媒84で被覆された多数の繊維状体86が、接着剤88を介して、上記前面基板72外面に対して略垂直に立設状態で被着されている。この繊維状体86は、ガラス繊維や樹脂繊維等の繊維90の表面に光触媒84をコーティングして構成されているものである（図８及び図９）。
【０００５】
上記光触媒付放電パネル70にあっては、一対の放電電極80，80間で放電が生成されると、電子が紫外線放射ガスに衝突して様々な波長の紫外線が生成される。生成された紫外線は、蛍光体層82に照射されることにより、光触媒84の活性化に特に適した波長の紫外線（３００〜４００ｎｍ）に変換された後、前面基板72を透過して光触媒84に照射される。この結果、光触媒84が活性化して空気や水の浄化を行うことができるのである。
【特許文献１】特開２００３−３４６７１４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記光触媒付放電パネル70にあっては、前面基板72が曲板状であり、前面基板72の外面が曲面と成されているので、前面基板72の外面が平面である場合に比べて、前面基板72外面の表面積を増大させることができ、その分、前面基板72外面に配置される光触媒84の表面積を拡大することができる。
また、上記光触媒付放電パネル70にあっては、光触媒84で被覆された多数の繊維状体86を、前面基板72外面に対して略垂直に立設状態で被着したことから、前面基板72外面の表面積が、被着された多数の繊維状体86の表面積分増大することとなり、この結果、前面基板72外面に配置される光触媒84の表面積を飛躍的に拡大することができる。
しかしながら、光触媒による空気や水の浄化能力を向上させるためには光触媒の表面積をできるだけ拡大することが望ましいことから、前面基板の外面に配置する光触媒の表面積を、より一層大きく確保できる光触媒付放電パネルの出現が望まれていた。
【０００７】
本発明は、上記要請に応えるためになされたものであり、その目的とするところは、前面基板の外面に配置する光触媒の表面積を大きく確保することのできる光触媒付放電パネルの実現にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明に係る光触媒付放電パネルは、透光性材料より成る前面基板と、背面基板とを、所定の間隙を隔てて対向配置し、両基板周縁を封止して気密容器を形成し、該気密容器内に放電ガスを封入すると共に、気密容器の内部又は外部に複数の放電電極を配置し、上記前面基板の外面に光触媒を配置して成る光触媒付放電パネルであって、上記前面基板の外面を曲面と成し、該前面基板の外面に、透光性の多孔質吸着材を多数配置すると共に、上記多孔質吸着材の表面及び細孔内に光触媒を保持せしめて成ることを特徴とする。
【０００９】
上記多孔質吸着材は、例えば、透光性の接着剤を介して前面基板の外面に固着される。また、前面基板の外面に、上記多孔質吸着材を配置すると共に、これら多孔質吸着材を網状部材で被覆しても良い。
【００１０】
上記前面基板の外面に、上記多孔質吸着材と共に反射材を配置するのが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の光触媒付放電パネルにあっては、前面基板の外面に、比表面積が極めて大きい多孔質吸着材を多数配置すると共に、これら多孔質吸着材の表面及び細孔内に光触媒を保持せしめたことから、前面基板の外面に配置する光触媒の表面積を大きく確保することができる。
また、本発明の光触媒付放電パネルは、前面基板が曲板状であり、前面基板の外面が曲面と成されているので、前面基板の外面が平面である場合に比べて、前面基板外面の表面積を増大させることができ、その分、前面基板外面に配置される光触媒の表面積を拡大することができる。
【００１２】
尚、前面基板の外面に、上記多孔質吸着材と共に反射材を配置した場合には、光触媒を活性化させる光を様々な方向に反射させて光触媒への照射効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面に基づき、本発明に係る光触媒付放電パネルの実施形態を説明する。
図１及び図２は、本発明に係る第１の光触媒付放電パネル10を示すものであり、該第１の光触媒付放電パネル10は、石英ガラス等の紫外線を透過させる透光性絶縁材料より成る曲板状の前面基板12と、ガラス等の絶縁性材料より成る平板状の背面基板14とを、所定の間隙を隔てて対向配置し、両基板12，14周縁を低融点ガラス等の封着材16を介して気密に封止して気密容器18を形成し、該気密容器18内に、放電ガスとして、アルゴン、キセノン等の希ガスの単体又は混合ガスと水銀とを混合してなる紫外線放射ガス、或いは、キセノンを主体とした紫外線放射ガスを充填して成る。
【００１４】
また、上記背面基板14の内面には、一対の帯状の放電電極20，20が所定の間隙を隔てて対向配置されている。また、放電電極20，20の一端は、封着材16を貫通して気密容器18外部へ導出されている。この放電電極20は、４２−６合金やＦｅ−Ｎｉ合金等で構成することができる。
さらに、上記前面基板12の内面には、後述する紫外線波長変換用の蛍光体層22が形成されている。
上記の通り、前面基板12が曲板状であるため、前面基板12の外面は曲面と成されている。
【００１５】
上記蛍光体層22は、放電電極20，20間の放電によって紫外線放射ガスから放射される様々な波長の紫外線の中で、３００ｎｍ未満の波長の紫外線を、光触媒の活性化に特に適した３００〜４００ｎｍの波長の紫外線に変換するために設けられたものである。
上記蛍光体層22は、例えば、（ＣａＺｎ）３（ＰＯ４）２：Ｔｌ、Ｃａ３（ＰＯ４）２：Ｔｌ、ＳｒＢ４Ｏ７：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｍｇ）３Ｓｉ２Ｏ７：Ｐｂ、ＢａＳｉ２Ｏ５：Ｐｂ、ＹＰＯ４：Ｃｅ、Ｃｅ（Ｍｇ，Ｂａ）Ａｌ１１Ｏ１９、ＬａＰＯ４：Ｃｅ等の少なくとも１種を含む材料で構成することができる。
このように、上記蛍光体層22を設けたことにより、紫外線放射ガスから放射され、光触媒に照射される各種波長の紫外線の中で、該光触媒の活性化にあまり寄与しない波長（３００ｎｍ未満の波長）の紫外線が、光触媒の活性化に特に適した波長の紫外線（３００〜４００ｎｍ）に変換されるので、光触媒の活性化を促進することができる。
【００１６】
上記前面基板12の外面には、アナターゼ型の酸化チタン（ＴｉＯ２）等より成る光触媒（図示せず）を保持して成る多数の透光性の多孔質吸着材24が、透光性の接着剤26を介して固着配置されている。
上記透光性の接着剤26は、例えば、アルカリシリケート結合物、エチルシリケート結合物、アルコキシラン結合物、有機官能基を部分的に導入したアルコキシラン結合物及び有機ポリマーを反応させたアルコキシラン結合物等の無機結合材やハイブリッド系無機結合材を用いることができる。
【００１７】
上記透光性の多孔質吸着材24は、径が１０ｎｍ〜５０ｎｍ程度の細孔を多数有する直径０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度のビーズ状のシリカゲルで構成されており、細孔の比表面積が５０ｍ２／ｇ〜３００ｍ２／ｇ程度と極めて大きいものである。光触媒は、上記多孔質吸着材24の表面のみならず、細孔内にも吸着保持されている。
上記多孔質吸着材24の表面及び細孔内に光触媒を保持させるには、例えば、粒径が多孔質吸着材24の細孔径より小さい光触媒微粒子の分散液中に、多孔質吸着材24を浸漬した後、乾燥・焼成させることにより行うことができる。
【００１８】
上記第１の光触媒付放電パネル10にあっては、一対の放電電極20，20間で放電が生成されると、電子が紫外線放射ガスに衝突して様々な波長の紫外線が生成される。生成された紫外線は、蛍光体層22に照射されることにより、光触媒の活性化に特に適した波長の紫外線（３００〜４００ｎｍ）に変換された後、前面基板12を透過して、多孔質吸着材24に保持された光触媒に照射される。この結果、光触媒が活性化して空気や水の浄化を行うことができるのである。
【００１９】
而して、上記第１の光触媒付放電パネル10にあっては、前面基板12の外面に、比表面積が極めて大きい多孔質吸着材24を多数配置すると共に、これら多孔質吸着材24の表面及び細孔内に光触媒を保持せしめたことから、前面基板12の外面に配置する光触媒の表面積を大きく確保することができる。
また、第１の光触媒付放電パネル10は、前面基板12が曲板状であり、前面基板12の外面が曲面と成されているので、前面基板の外面が平面である場合に比べて、前面基板12外面の表面積を増大させることができ、その分、前面基板12外面に配置される光触媒の表面積を拡大することができる。
上記の通り、多孔質吸着材24及び接着剤26は透光性を有していることから、多孔質吸着材24の表面及び細孔内に保持した光触媒に光を十分に照射することが可能である。また、多数の細孔を有する多孔質吸着材24は、通気性、通水性に優れていることから、光触媒と、空気や水との接触効率が良好である。
尚、上記第１の光触媒付放電パネル10は、前面基板12の外面に、多孔質吸着材24を直接配置しているので、前面基板12を透過した紫外線の光出力が殆ど減衰することなく光触媒に照射され、光触媒の活性化効率が高い。
【００２０】
図３は、第１の光触媒付放電パネル10の変形例を示すものであり、この第１の光触媒付放電パネル10の変形例は、前面基板12の外面に、多数の多孔質吸着材24と共に複数のビーズ状の反射材28を、透光性の接着剤26を介して固着配置して成る。
上記反射材28は、アルミニウム等の光反射率の高い材料で構成することができる。また、表面が光反射率の高い白色と成された部材で反射材28を構成しても良い。
このように、多孔質吸着材24と共に反射材28を用いることにより、光触媒を活性化させる紫外線を様々な方向に反射させて光触媒への照射効率を向上させることができる。
【００２１】
図４は、本発明に係る第２の光触媒付放電パネル30を示すものである。この第２の光触媒付放電パネル30は、背面基板32として、上記前面基板12と同じく、石英ガラス等の紫外線を透過させる透光性絶縁材料より成る曲板状のものを用い、該背面基板32の外面に、光触媒を保持して成る多数の透光性の多孔質吸着材24を、透光性の接着剤26を介して固着配置すると共に、放電電極20の形成された背面基板32の内面に、紫外線波長変換用の上記蛍光体層22を形成した点に特徴を有するものである。
【００２２】
上記第２の光触媒付放電パネル30にあっては、光触媒を保持して成る多数の多孔質吸着材24が、前面基板12の外面のみならず、背面基板32の外面にも配置されているので、パネルの両面（前面基板12の外面及び背面基板32の外面）において、光触媒による空気や水の浄化を行うことができる。
【００２３】
図５は、本発明に係る第３の光触媒付放電パネル34を示すものである。この第３の光触媒付放電パネル34は、前面基板12の外面に、多数の多孔質吸着材24を配置すると共に、これら多孔質吸着材24を、多数の連通孔36を備えた網状部材38で被覆して構成したものである。この網状部材38は、金属や樹脂等の適宜な材料で構成することができるが、導電性材料で網状部材38を構成する場合には、一対の放電電極20，20間の絶縁性が損なわれないよう留意する必要がある。
この第３の光触媒付放電パネル34にあっても、前面基板12の外面に、比表面積が極めて大きい多孔質吸着材24を多数配置すると共に、これら多孔質吸着材24の表面及び細孔内に光触媒を保持せしめたことから、前面基板12の外面に配置する光触媒の表面積を大きく確保することができる。
【００２４】
図６は、第３の光触媒付放電パネル34の変形例を示すものであり、この第３の光触媒付放電パネル34の変形例は、前面基板12の外面に、多数の多孔質吸着材24と共に複数の反射材28を配置し、これら多孔質吸着材24及び反射材28を網状部材38で被覆して構成したものである。
このように、多孔質吸着材24と共に反射材28を用いることにより、光触媒を活性化させる紫外線を様々な方向に反射させて光触媒への照射効率を向上させることができる。
【００２５】
尚、光触媒の表面積を拡大させるため、上記網状部材38に光触媒を担持させるようにしても良い。
【００２６】
上記光触媒としては、上記の酸化チタン以外に、ＺｎＯ、ＳｒＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３、Ｆｅ２Ｏ３等、光触媒作用を有する他の金属酸化物を用いることができるが、アナターゼ型の酸化チタンが、光触媒活性に優れており最も好適に使用できる。
また、上記光触媒は、紫外線の照射を受けて活性化する光触媒だけでなく、可視光の照射を受けて活性化する可視光型光触媒を用いることもできる。この場合、上記第１の光触媒付放電パネル10の前面基板12、第２の光触媒付放電パネル30の前面基板12及び背面基板32、第３の光触媒付放電パネル34の前面基板12は、可視光型光触媒を活性化させる波長の可視光を透過させる透光性材料で構成されると共に、気密容器18内には、可視光型光触媒を活性化させる波長の可視光を放射する放電ガスが充填され、また、上記紫外線波長変換用の蛍光体層22は不要となる。
【００２７】
上記においては、透光性の多孔質吸着材24をシリカゲルで構成した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、バイコールガラス等のｎｍ単位の多数の細孔を有する多孔質ガラスで上記多孔質吸着材24を構成しても良い。
【００２８】
また、上記においては、前面基板12、背面基板32の外面に、多孔質吸着材24を直接配置した場合を例に挙げて説明したが、前面基板12の外面と多孔質吸着材24との間、背面基板32の外面と多孔質吸着材24との間に若干の間隔を設けて配置するようにしても良い。この場合、前面基板12、背面基板32を透過した紫外線の光出力の減衰を防止するため、上記間隔は１０mm以下となすのが好ましい。
【００２９】
尚、本発明の上記光触媒付放電パネル10，30，34を、空気等の気体の浄化用に使用する場合には、上記多孔質吸着材24の表面をシリコン樹脂や、テトラフルオロエチレンの重合体（ポリテトラフルオロエチレン、ＰＴＦＥ）であるテフロン（登録商標）等の撥水性のある気体透過性樹脂で被覆しても良い。
このように、多孔質吸着材24の表面を撥水性のある気体透過性樹脂で被覆すると、多孔質吸着材24が空気中の水分を細孔内に吸着することが抑制され、その結果、浄化対象の気体を効率よく細孔内に吸着して、細孔内の光触媒と接触させることができる。
また、第１の光触媒付放電パネル10、第２の光触媒付放電パネル30の場合には、上記シリコン樹脂やテフロン（登録商標）等の撥水性のある気体透過性樹脂を透光性の接着剤26として用いて、多数の透光性の多孔質吸着材24を前面基板12、背面基板32の外面に固着するようにしても良い。この場合にも、接着剤26として用いた撥水性のある気体透過性樹脂によって、多孔質吸着材24が空気中の水分を細孔内に吸着することが抑制され、その結果、浄化対象の気体を効率よく細孔内に吸着して、細孔内の光触媒と接触させることができる。
【００３０】
また、上記においては、気密容器18の内部に一対の放電電極20，20を形成した直流駆動方式の放電パネルを例示したが、本発明は、気密容器の外部に一対の放電電極を配置する交流駆動方式の放電パネル、気密容器内部に一方の放電電極を配置すると共に、気密容器の外部に他方の放電電極を配置する交流駆動方式の放電パネルにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る第１の光触媒付放電パネルを模式的に示す概略断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ部分断面図である。
【図３】第１の光触媒付放電パネルの変形例を模式的に示す概略断面図である。
【図４】本発明に係る第２の光触媒付放電パネルを模式的に示す概略断面図である。
【図５】本発明に係る第３の光触媒付放電パネルを模式的に示す正面図である。
【図６】第３の光触媒付放電パネルの変形例を模式的に示す正面図である。
【図７】従来の光触媒付放電パネルを示す断面図である。
【図８】従来の光触媒付放電パネルにおける繊維状体の拡大縦断面図である。
【図９】従来の光触媒付放電パネルにおける繊維状体の拡大横断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
10  第１の光触媒付放電パネル
12  前面基板
14  背面基板
18  気密容器
20  放電電極
22  蛍光体層
24  多孔質吸着材
26  透光性の接着剤
28  反射材
30  第２の光触媒付放電パネル
32  背面基板
34  第３の光触媒付放電パネル
38  網状部材
【図１】
2005235673.tif 000003
【図２】
2005235673.tif 000004
【図３】
2005235673.tif 000005
【図４】
2005235673.tif 000006
【図５】
2005235673.tif 000007
【図６】
2005235673.tif 000008
【図７】
2005235673.tif 000009
【図８】
2005235673.tif 000010
【図９】
2005235673.tif 000011