(57)【要約】【課題】  検知対象の基材に光触媒層が形成されているか否かを迅速かつ簡単に検知する。【解決手段】  光触媒層の検知装置は、基材の表面の少なくとも一部を覆う暗空間を形成する遮光箱１と、遮光箱１内（暗空間内）に設けられ、基材の表面に紫外線を照射する紫外線光源２とを有している。遮光箱１は、基材に当接させられる面に、紫外線光源２から出射される紫外線光を基材に照射するための照射用開口１ａが形成され、上面に、基材の表面を観察するための観察用開口１ｂが形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の表面に酸化チタンを含有する光触媒層が形成されているか否かを検知する、光触媒層の検知装置であって、
前記基材の表面の少なくとも一部を覆う暗空間を形成する遮光手段と、
前記暗空間内に設けられ、前記基材の表面に紫外線を照射する紫外線光源とを有する、光触媒層の検知装置。
【請求項２】
前記遮光手段には、前記紫外線光源から出射させた紫外線光を前記基材に照射するための照射用開口と、前記基材の表面を観察するための観察用開口とが形成されている、請求項１に記載の光触媒層の検知装置。
【請求項３】
弾性部材が、前記遮光手段の前記照射用開口の縁に、前記照射用開口の全周にわたって設けられている、請求項２に記載の光触媒層の検知装置。
【請求項４】
前記観察用開口に拡大鏡が設けられている、請求項２または３に記載の光触媒層の検知装置。
【請求項５】
前記観察用開口に、前記観察用開口の開閉を可能にするシャッター手段が設けられている、請求項２から４のいずれか１項に記載の光触媒層の検知装置。
【請求項６】
基材の表面に酸化チタンを含有する光触媒層が形成されているか否かを検知する、光触媒層の検知方法であって、
前記基材の表面の少なくとも一部を覆う暗空間を形成するステップと、
前記暗空間内において、前記基材の表面に紫外線を照射するステップと、
前記紫外線の照射を停止させた後に、前記暗空間の外から前記基材の表面を観察するステップとを有する、光触媒層の検知方法。
【請求項７】
前記基材の表面の一部を覆う暗空間を形成するステップは、紫外線光を前記基材に照射するための照射用開口が形成されている遮光手段の前記照射用開口を前記基材の表面に当接させ、前記基材の一部と前記遮光手段との間に暗空間を形成することからなる、請求項６に記載の光触媒層の検知方法。
【請求項８】
前記基材の表面に紫外線を照射するステップは、前記遮光手段の内部に収容した紫外線光源から前記照射用開口を通して前記基材の表面に紫外線を照射させることからなる、請求項７に記載の光触媒層の検知方法。
【請求項９】
前記遮光手段には、前記基材の表面を観察するための観察用開口が形成されており、
前記暗空間の外から前記基材の表面を観察するステップは、前記観察用開口を通して前記基材の表面を観察することからなる、請求項７または８に記載の光触媒層の検知方法。
【請求項１０】
前記基材の表面に紫外線を照射させる際には前記観察用開口を閉じ、前記基材の表面を観察する際には前記観察用開口を開くことを含む、請求項９に記載の光触媒層の検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検知対象の基材に光触媒層が形成されているか否かを検知するために用いる、光触媒層の検知装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、太陽や照明からの光（特に紫外線）が照射されると生じる酸化／還元反応を利用して汚染物質を分解、除去することが可能な光触媒が知られている。光触媒機能を持つ物質としては酸化チタン（ＴｉＯ2）が広く知られており、中でも、アナターゼ型の結晶構造を有する酸化チタンは高い光触媒機能を発揮することが知られている。
【０００３】
上記のように、光触媒は、その酸化／還元作用によって、光触媒に接触する物質を分解させることができるという特徴を有している。近年では、そのような特徴を利用して、たばこのヤニ、アンモニア、ホルムアルデヒド等の室内に存在しうる有害物質を分解する目的で、光触媒を室内壁面等の表面に塗布することが行われるようになってきている。
【０００４】
また、光触媒は、紫外線が照射されると表面が超親水性になり、水の濡れ性が高くなるという特徴も有している。そのため、光触媒は、光触媒の表面に付着した油脂や粒子状物質等の汚れを雨水で洗い流すというセルフクリーニング機能や、光触媒の表面が結露することを防止する結露防止機能も備えている。そこで、外装建材や窓ガラス等の基材表面に光触媒を塗布することによって、それらの基材にセルフクリーニング機能や結露防止機能を持たせることも行われるようになってきている。
【０００５】
ところが、基材の表面に形成される光触媒層は無色透明であるため、そのままの状態では、その存在を目視によって確認することはできない。したがって、そのままの状態では、基材の表面に光触媒層が形成されているか否かを判断することができない。
【０００６】
そこで、このような無色透明の光触媒層の有無を検知するために、メチレンブルー溶液を用いた検知方法が一般に用いられている。メチレンブルー溶液を用いた検知方法は、基材の表面にメチレンブルー溶液を塗布し、その基材に紫外線を照射することからなる。
【０００７】
基材の表面に光触媒層が形成されている場合には、紫外線が照射されると生じる酸化／還元作用によってメチレンブルー色素が分解され、基材の表面に塗布されたメチレンブルー溶液の濃度が次第に低下していく。一方、基材の表面に光触媒層が形成されていない場合には、紫外線を照射し続けてもメチレンブルー色素が分解されないので、基材の表面に塗布されたメチレンブルー溶液の濃度は変化しない。
【０００８】
このように、メチレンブルー溶液を用いた検知方法によれば、紫外線を照射する時間とともにメチレンブルー溶液の濃度が低下するか否かによって、基材の表面に光触媒層が形成されているか否かを検知することができる。
【０００９】
なお、このようにメチレンブルー溶液を用いて光触媒層の有無を検知する方法は、特に文献を挙げるまでもなく広く行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、メチレンブルー溶液を用いた検知方法では、基材の表面に塗布されたメチレンブルー溶液の濃度が低下したことを目視で認識できるようになるまでには、紫外線を３〜５時間照射し続けなければならないので、光触媒層の有無を迅速に検知することができない。
【００１１】
光触媒層の有無の検知は、作業員が基材に光触媒を塗布する工程を行った後に、基材に光触媒層が良好に形成されたかどうかを確認する場合や、光触媒の塗布を依頼した施工主に、光触媒の塗布を完了したことを示す場合等に行われる。そのため、検知結果が得られるまでに長時間を要することは好ましくない。
【００１２】
また、検知対象の基材が室内の壁面等である場合には、塗布したメチレンブルー溶液が垂れ落ちて室内を汚してしまうおそれがある。この場合には、室内が汚れないように壁面や床に防水シートを敷いて作業する必要があるので、光触媒層の検知を行うための準備作業だけでも多くの手間がかかる。
【００１３】
そこで本発明は、検知対象の基材に光触媒層が形成されているか否かを迅速かつ簡単に検知することができる、光触媒層の検知装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明の光触媒層の検知装置は、基材の表面に酸化チタンを含有する光触媒層が形成されているか否かを検知する、光触媒層の検知装置であって、前記基材の表面の少なくとも一部を覆う暗空間を形成する遮光手段と、前記暗空間内に設けられ、前記基材の表面に紫外線を照射する紫外線光源とを有する。
【００１５】
酸化チタンを原料とする光触媒層は、紫外線が照射されると、その光エネルギーを吸収して薄紫色からピンク色に近い色に発光する。そのため、基材の表面にそのような光触媒層が形成されている場合には、紫外線を照射した後に基材の表面を目視すると基材の表面にそのような発光が観察されるので、基材の表面に光触媒層が形成されていることを確認できる。さらに、光触媒層が吸収する光エネルギーはその厚さに応じて異なるので、発光する光の強度は光触媒層の厚さに従って分布を生じる。したがって、基材の表面を目視する際に発光強度の分布を観察すれば、基材の表面に形成された光触媒層の厚さのむら（光触媒の塗布むら）の有無を確認することができる。
【００１６】
また、前記遮光手段には、前記紫外線光源から出射させた紫外線光を前記基材に照射するための照射用開口と、前記基材の表面を観察するための観察用開口とが形成されている構成としてもよい。
【００１７】
さらに、弾性部材が、前記遮光手段の前記照射用開口の縁に、前記照射用開口の全周にわたって設けられている構成としてもよい。これにより、遮光箱を基材に当接させたときに弾性部材が変形し、遮光箱の照射用開口の縁と基材との間に生じうる隙間を無くすことができるので、そのような隙間から、遮光箱と基材との間に形成される暗空間内に外光が入り込んだり、その暗空間から紫外線光が漏れ出たりすることを防ぐことができる。さらに、遮光箱の照射用開口を基材に直接当接させると、基材の表面に形成されている光触媒層を傷つけてしまうおそれがあるが、照射用開口を弾性部材を介して基材に当接させる構成とすることで、光触媒層を不用意に傷つけてしまうことを防止できる。
【００１８】
また、前記観察用開口に拡大鏡が設けられている構成としてもよい。これにより、観察用開口を通して基材の表面を目視で観察する際に、基材の表面を拡大して見ることができるので、光触媒層の有無をよりはっきりと検知することが可能になる。
【００１９】
さらに、前記観察用開口に、前記観察用開口の開閉を可能にするシャッター手段が設けられている構成としてもよい。これにより、紫外線光源を点灯させた際に紫外線光が遮光箱の外に漏れることを防止することができる。
【００２０】
また、本発明の光触媒層の検知方法は、基材の表面に酸化チタンを含有する光触媒層が形成されているか否かを検知する、光触媒層の検知方法であって、前記基材の表面の一部を覆う暗空間を形成するステップと、前記暗空間内において、前記基材の表面に紫外線を照射するステップと、前記紫外線の照射を停止させた後に、前記暗空間の外から前記基材の表面を観察するステップとを有する。
【００２１】
上記本発明の光触媒層の検知方法によれば、酸化チタンを原料とする光触媒層に紫外線を照射した後に、光触媒層がその光エネルギーを吸収して薄紫色からピンク色に近い色に発光するか否かによって、基材の表面に光触媒層が形成されているか否かを検知することができる。さらに、光触媒層が吸収する光エネルギーはその厚さに応じて異なるので、発光する光の強度は光触媒層の厚さに従って分布を生じることから、基材の表面を目視する際に発光強度の分布を観察すれば、基材の表面に形成された光触媒層の厚さのむら（光触媒の塗布むら）の有無を確認することができる。
【００２２】
前記基材の表面の一部を覆う暗空間を形成するステップは、紫外線光を前記基材に照射するための照射用開口が形成されている遮光手段の前記照射用開口を前記基材の表面に当接させ、前記基材の一部と前記遮光手段との間に暗空間を形成することからなる構成としてもよい。
【００２３】
前記基材の表面に紫外線を照射するステップは、前記遮光手段の内部に収容した紫外線光源から前記照射用開口を通して前記基材の表面に紫外線を照射させることからなる構成としてもよい。
【００２４】
前記遮光手段には、前記基材の表面を観察するための観察用開口が形成されており、前記暗空間の外から前記基材の表面を観察するステップは、前記観察用開口を通して前記基材の表面を観察することからなる構成としてもよい。
【００２５】
本発明の光触媒層の検知方法は、前記基材の表面に紫外線を照射させる際には前記観察用開口を閉じ、前記基材の表面を観察する際には前記観察用開口を開くことをさらに含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００２６】
上記に説明したように、本発明によれば、基材の表面に紫外線を照射した後に、基材の表面がその光エネルギーを吸収して薄紫色からピンク色に近い色に発光するか否かによって、基材の表面に酸化チタンを原料とする光触媒層が形成されているか否かを検知することができることから、検知対象の基材に光触媒層が形成されているか否かを迅速かつ簡単に検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光触媒層の検知装置を示す斜視図、図２は、図１に示した光触媒層の検知装置の使用状態を示す断面図である。
【００２９】
まず、本実施形態の光触媒層の検知装置の構成について説明する。
【００３０】
図１および図２に示すように、本実施形態の光触媒層の検知装置は、光触媒層の有無を検知する対象の基材（図２参照）の一部を覆って暗空間を形成する遮光手段としての遮光箱１と、その遮光箱１の内部に設けられた紫外線光源２とを有している。この検知装置は、図２に示すように検知対象の基材に当接させた状態で使用される。
【００３１】
本実施形態における遮光箱１は、例えば厚さが５ｍｍの黒色のアクリル板で構成されている。遮光箱１の、基材に当接させられる面には、内部の紫外線光源２から出射させた紫外線光を基材に照射するための照射用開口１ａが形成されている。さらに、遮光箱１の上面には、遮光箱１を基材に当接させたままの状態で基材の表面を目視で観察できるように、観察用開口１ｂが形成されている。
【００３２】
観察用開口１ｂには、観察用開口１ｂの開閉を可能にするシャッター（不図示）が設けられていてもよい。このシャッターは、例えば、観察用開口１ｂを覆う黒色の板部材を、ヒンジ部材（不図示）を介して遮光箱１の上面に取り付けることで構成することができる。観察用開口１ｂにシャッターを設けることで、紫外線光源２を点灯させた際に紫外線光が観察用開口１ｂから遮光箱１の外に漏れることを防止することができる。
【００３３】
また、遮光箱１の照射用開口１ａの縁には、ウレタン製のスポンジやゴム等からなる弾性部材４が照射用開口１ａの全周にわたって設けられている。このように照射用開口１ａの縁に弾性部材４を設けることにより、遮光箱１を基材に当接させたときに弾性部材４が変形し、遮光箱１の照射用開口１ａの縁と基材との間に生じうる隙間を無くすことができるので、そのような隙間から暗空間内に外光が入り込んだり、暗空間から紫外線光が漏れ出したりすることを防ぐことができる。さらに、遮光箱１の照射用開口１ａを基材に直接当接させると、基材の表面に形成されている光触媒層を傷つけてしまうおそれがあるが、照射用開口１ａを弾性部材４を介して基材に当接させる構成とすることで、光触媒層を不用意に傷つけてしまうことを防止できる。
【００３４】
紫外線光源２は、ブラックライト蛍光ランプや水銀灯等の、紫外線光を放射する光源である。本実施形態では、可視光線をカットする特殊なフィルターガラスからなるガラス管の内壁に紫外線放射蛍光体が塗布された、紫外線を放出するブラックライト蛍光ランプを用いている。本実施形態で用いたブラックライト蛍光ランプは、消費電力が１０ワットである。
【００３５】
遮光箱１内には、紫外線光源２を点灯させる電源装置２ａも収容されている。紫外線光源２は電源装置２ａに取り付けられており、したがって紫外線光源２は遮光箱１内で電源装置２ａに支持されている。また、電源装置２ａは遮光箱１内に設けられている支持部材３に支持されており、電源装置２ａ上の紫外線光源２は照射用開口１ａにできるだけ近い位置に配置されている。本実施形態では、紫外線光源２は照射用開口１ａから約５ｃｍの位置に配置されている。なお、電源装置２ａには不図示の電源ケーブルが接続されており、一般家庭用の交流電源（ＡＣ１００ボルト）から電源が供給されるようになっている。
【００３６】
次に、本実施形態の光触媒層の検知装置を用いた光触媒層の検知動作について説明する。
【００３７】
検知対象の基材表面に光触媒層が形成されているか否かを検知する際には、まず、遮光箱１の照射用開口１ａを基材の検知対象面に当接させる。これにより、基材の検知対象面の一部が遮光箱１に覆われ、基材の検知対象面の一部と遮光箱１との間に暗空間が形成される。このとき、遮光箱１を基材に押圧して（図２の矢印方向）、遮光箱１の照射用開口１ａの縁に設けられている弾性部材４を基材の検知対象面に密着させておくことが好ましい。
【００３８】
次に、遮光箱１の照射用開口１ａを基材に当接させた状態のまま、電源装置２ａのスイッチを入れて紫外線光源２を点灯させ、基材の検知対象面に紫外線を照射させる。この紫外線の照射は、約１分間継続して行う。観察用開口１ｂに前述のシャッターが設けられている場合には、紫外線の照射中はシャッターを閉じておく。
【００３９】
なお、照射用開口１ａの縁の弾性部材４を基材に密着させておけば、弾性部材４が変形して、遮光箱１の照射用開口１ａの縁と基材との間に生じうる隙間がなくなるので、その隙間から外部に紫外線が漏れることが防止される。
【００４０】
最後に、遮光箱１の照射用開口１ａを基材に当接させた状態のまま、電源装置２ａのスイッチを切って紫外線光源２を消灯させ、遮光箱１の観察用開口１ｂを通して、基材の検知対象面を目視で観察する。紫外線の照射中にシャッターを閉じていた場合には、この段階でシャッターを開ける。
【００４１】
酸化チタンを原料とする光触媒層は、紫外線が照射されると、その光エネルギーを吸収して薄紫色からピンク色に近い色に発光する。そのため、基材の検知対象面にそのような光触媒層が形成されている場合には、観察用開口１ｂを通して基材の検知対象面を目視すると基材の検知対象面にそのような発光が観察されるので、基材の検知対象面に光触媒層が形成されていることを確認できる。なお、遮光箱１によって形成される暗空間の暗さの程度は、観察用開口１ｂを通して遮光箱１内の基材１０を観察したときに光触媒層の上記発光を目視できる程度の暗さであればよい。
【００４２】
さらに、光触媒層が吸収する光エネルギーはその厚さに応じて異なるので、発光する光の強度は光触媒層の厚さに従って分布を生じる。したがって、基材の検知対象面を目視する際に発光強度の分布を観察すれば、基材の検知対象面に形成された光触媒層の厚さのむら（光触媒の塗布むら）の有無を確認することができる。
【００４３】
なお、上記のように照射用開口１ａの縁の弾性部材４を基材に密着させておけば、遮光箱１の照射用開口１ａの縁と基材との間に生じうる隙間から遮光箱１の内部に外光が射し込むことがなくなるので、遮光箱１に覆われた基材表面の様子を良好に観察することができる。
【００４４】
このように、本実施形態の光触媒層の検知装置によれば、遮光箱１を検知対象の基材に当接させて紫外線を約１分間照射させるだけで光触媒層の有無を検知することができるので、検知対象の基材に光触媒層が形成されているか否かを迅速かつ簡単に検知することが可能になる。本実施形態の光触媒層の検知装置は、作業員が基材に光触媒を塗布する工程を行った後に基材に光触媒層が良好に形成されたかどうかを確認する場合や、光触媒の塗布を依頼した施工主に光触媒の塗布を完了したことを示す場合、あるいは、基材に光触媒を塗布してから長期間が経過した後に光触媒層が剥げ落ちていないかを確認する場合等に用いることができる。
【００４５】
なお、基材にマスキングを施した状態で基材の表面に光触媒層を形成し、そのマスキングを剥がした後に、基材のマスキングを施していた部分を含む箇所に上記のようにして紫外線を照射すると、マスキングが施されていなかった部分は光触媒層が存在するために発光し、マスキングが施されていた部分は光触媒層が存在しないので発光しないことから、光触媒層が形成されている部分と、光触媒層が形成されていない部分との違いを明確に視認することができる。
【００４６】
また、上記では黒色のアクリル板で遮光箱１を構成する場合を例に挙げて説明したが、遮光箱１の構成はこれに限られず、遮光箱１を形作る骨組み（フレーム）と、その骨組みの周囲を覆う非透光性の布（暗室用のカーテンに用いられるような暗幕用の布）とで遮光箱１を構成することもできる。
【００４７】
図３は、図１等に示した光触媒層の検知装置の変形例を示す断面図である。
【００４８】
図３に示すように、遮光箱１の観察用開口１ｂに拡大鏡５を設けてもよい。これにより、観察用開口１ｂを通して基材の検知対象面を目視で観察する際に、基材の検知対象面を拡大して見ることができるので、光触媒層の有無をよりはっきりと検知することが可能になる。
【００４９】
なお、拡大鏡５の焦点距離や拡大倍率は、観察用開口１ｂと基材表面との距離や基材表面の材質等に応じて、適宜変更することができる。
【００５０】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る光触媒層の検知装置を示す斜視図である。
【００５１】
本実施形態の光触媒層の検知装置も、第１の実施形態と同様に、遮光箱１１、紫外線光源１２、電源装置１２ａ、および弾性部材１４を有している。なお、本実施形態では電源装置１２ａは遮光箱１１の背面に取り付けられており、第１の実施形態における支持部材３に相当する部品は備えられていない。
【００５２】
本実施形態における遮光箱１１も、例えば厚さが５ｍｍの黒色のアクリル板で構成されており、遮光箱１１の、基材に当接させられる面には照射用開口１１ａが形成され、遮光箱１１の上面には観察用開口１１ｂが形成されている。
【００５３】
なお、本実施形態に係る光触媒層の検知装置を用いた光触媒層の検知動作も、第１の実施形態の光触媒層の検知装置を用いた光触媒層の検知動作と同様であるので、ここではその説明は省略する。
【００５４】
本実施形態における遮光箱１１は、その上面が、遮光箱１１の背面側から照射用開口１１ａ側に向かって大きく開くように傾いている。そのため、本実施形態の遮光箱１１によれば、上面がこのように傾いていることにより、遮光箱１１の上面に対して垂直な方向から観察用開口１１ｂを覗いて内部の基材を観察することができるので、観察視界が実質的に大きくなり、基材のより広い範囲を観察することが可能になる。
【００５５】
なお、観察用開口１１ｂには、観察用開口１１ｂの開閉を可能にするシャッター（不図示）を設けてもよい。さらに、観察用開口１ｂには拡大鏡（不図示）を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光触媒層の検知装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示した光触媒層の検知装置の使用状態を示す断面図である。
【図３】図１等に示した光触媒層の検知装置の変形例を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る光触媒層の検知装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５７】
１，１１    遮光箱
１ａ，１１ａ  照射用開口
１ｂ，１１ｂ  観察用開口
２，１２    紫外線光源
２ａ，１２ａ  電源装置
３    支持部材
４，１４    弾性部材
５    拡大鏡
【図１】
2005030965.tif 000003
【図２】
2005030965.tif 000004
【図３】
2005030965.tif 000005
【図４】
2005030965.tif 000006