(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こと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、検知対象の基材１０を収容する暗空間を形成する遮光箱１と、遮光箱１内に設けられ、基材１０の表面に紫外線光を照射する紫外線光源２とを有している。遮光箱１には、基材１０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１
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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ことを検知する、光触媒層の検知装置であって、
前記基材を収容する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、前記遮光手段内に収容された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いる、請求項１に記載の光触媒層の検知装置。
【請求項３】
前記観察用開口に拡大鏡が設けられている、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、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または３に記載の光触媒層の検知装置。
【請求項５】
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ことを検知する、光触媒層の検知方法であって、
前記基材の周囲に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６】
前記基材の周囲に暗空間を形成するステップは、前記暗空間を形成する遮光手段内に前記基材を収容することからなる、請求項５に記載の光触媒層の検知方法。
【請求項７】
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基材の表面に紫外線を照射させることからなる、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６または７に記載の光触媒層の検知方法。
【請求項９】
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８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】
従来は、基材への光触媒の塗布は、シリコン系等の無機塗料を溶媒とする光触媒液を焼き付け塗装や高温塗装することで行うことが一般的であった。そのため、光触媒を塗布できるのは金属、ガラス、石材、陶製タイル等の耐熱性を有する基材に限られていた。しかし近年では、常温硬化型の無機系水溶液バインダー液を溶媒とする光触媒液をスプレーガンで基材に吹き付け、それを乾燥させるだけで光触媒の塗布を行うことができる光触媒液が販売されている。このような光触媒液としては、例えば、株式会社環境クリーンコートから販売されている環境クリーンコート液（商品名）がある。この光触媒液は常温環境下で塗布することができるので、光触媒を塗布できる基材は耐熱性を有する基材に限られず、木材、紙、プラスチック、布、皮革、ビニール、ゴムにも塗布することができる。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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】
【００１１】
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。
【００１２】
光触媒層の有無の検知は、例えば、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作業員自身が確認したり、その施工主に示したりする場合に行われる。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。
【００１３】
特に、木材、紙、プラスチック、布、皮革、ビニール、あるいはゴム等からなる耐熱性の無い基材であっても、上述の常温硬化型の無機水溶液バインダー液を用いた光触媒液を塗布した場合には光触媒層を形成できることをユーザに示すためには、光触媒層の有無の検知を短時間で行えることが好ましい。
【００１４】
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。
【００１５】
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こと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】
【００１６】
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ことを検知する、光触媒層の検知装置であって、前記基材を収容する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。
【００１７】
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、観察用開口を通して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。
【００１８】
特に、木材、紙、プラスチック、布、皮革、ビニール、あるいはゴム等からなる耐熱性の無い基材であっても、常温硬化型の無機水溶液バインダー液を用いた光触媒液を塗布した場合には光触媒層を形成できることをユーザに示す場合には、それぞれの素材に光触媒液を塗布した数種類の基材を用意し、紫外線光の照射による発光を各基材に対して順次行うことで、各基材に光触媒層が形成されていることを短時間で示すことができる。
【００１９】
さらに、前記遮光手段には、前記遮光手段内に収容された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いる構成としてもよい。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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ことを検知する、光触媒層の検知方法であって、前記基材の周囲に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。
【００２３】
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ことを目視することによって、基材の表面に光触媒層が形成されていること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。
【００２４】
特に、木材、紙、プラスチック、布、皮革、ビニール、あるいはゴム等からなる耐熱性の無い基材であっても、常温硬化型の無機水溶液バインダー液を用いた光触媒液を塗布した場合には光触媒層を形成できることをユーザに示す場合には、それぞれの素材に光触媒液を塗布した数種類の基材を用意し、紫外線光の照射による発光を各基材に対して順次行うことで、各基材に光触媒層が形成されていることを短時間で示すことができる。
【００２５】
前記基材の周囲に暗空間を形成するステップは、前記暗空間を形成する遮光手段内に前記基材を収容することからなる構成としてもよい。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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】
【００２９】
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していることを目視することによって、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こと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こと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】
【００３０】
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。
【００３１】
（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断面図である。
【００３２】
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。
【００３３】
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１０を収容する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（暗空間内）に設けられた紫外線光源２とを有している。
【００３４】
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の上面を構成する上蓋１ａは、遮光箱１の背面に、ヒンジ部材（不図示）等を介して図１のＸ−Ｘ軸を回転中心軸として回転可能に取り付けられており、遮光箱１の本体に対して図示矢印方向に開閉可能になっている。また、遮光箱１は上蓋１ａ（上面）と前面との間に斜面１ｃが形成されており、その斜面には遮光箱１の内部に収容した基材１０を目視で観察するための観察用開口１ｂが形成されている。
【００３５】
観察用開口１ｂには拡大鏡４が設けられている。これにより、基材１０の検知対象面（表面）を拡大して見ることが可能になっている。なお、拡大鏡４の焦点距離や拡大倍率は、観察用開口１ｂと基材１０の表面との距離や基材１０の表面の材質等に応じて、適宜変更することができる。
【００３６】
また、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。
【００３７】
遮光箱１本体の底面には、遮光箱１の内部に収容した基材１０を遮光箱１の背面に立てかけた状態で支持することを可能にするストッパ３が設けられている。このストッパ３と遮光箱１の斜面１ｃは、所定の大きさの基材１０を遮光箱１の内部に収容し、その基材１０の一方の端部をストッパ３に突き当てて他方の端部を遮光箱１の背面に立てかけたときに、基材１０の表面が斜面１ｃとほぼ平行になるように関係付けられている。そのため、斜面１ｃに形成された観察用開口１ｂを通して遮光箱１内の基材１０を見たときには、基材１０の検知対象面をほぼ正対して観察することができる。
【００３８】
なお、基材１０が金属、ガラス、石材、陶製タイル等の硬質な素材で構成されている場合には、一方の端部をストッパ３に突き当て、他方の端部を遮光箱１の背面に立てかけた姿勢で基材１０を遮光箱１の内部に収容することができる。しかし、基材１０が紙、布、皮革、ビニール、ゴム等の比較的軟質な素材で構成されている場合には、基材１０をそのような姿勢で遮光箱１内に収容することはできない。
【００３９】
したがって、基材１０がそのような比較的軟質な素材で構成されている場合には、遮光箱１内で基材１０を上記の姿勢に支持する支持板（不図示）を用いることが好ましい。支持板は、例えば、所定の大きさの基材１０と同じ大きさの白色アクリル板で構成することができる。その支持板には、透光性のもの（クリアタイプ）、あるいは表面につや消しが施されている非透光性のもの（マットタイプ）を用いることができる。
【００４０】
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６ワット〜４０ワットである。
【００４１】
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。電源装置２ａは遮光箱１の上蓋１ａの裏面に固定されており、電源装置２ａ上の紫外線光源２は遮光箱１内に設置された基材１０の表面に対面する位置に配置されている。本実施形態では、紫外線光源２は基材１０の表面から約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。
【００４２】
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。
【００４３】
検知対象の基材表面に光触媒層が形成されていることを検知する際には、まず、遮光箱１の上蓋１ａを開けて、表面に光触媒層を形成した基材１０を遮光箱１内に設置する。基材１０は、基材１０の検知対象面（表面）を上側に向け、基材１０の一方の端部をストッパ３に突き当て、他方の端部を遮光箱１の背面に立てかけた状態で、遮光箱１内に設置する。遮光箱１内に基材１０を設置したら、上蓋１ａを閉める。これにより、基材１０の周囲に暗空間が形成されることとなる。
【００４４】
なお、基材１０の表面への光触媒層の形成は、例えば、常温硬化型の無機水溶液バインダー液を溶媒とする光触媒液をスプレーガンで基材１０に吹き付け、その光触媒液を乾燥させることによって行う。
【００４５】
次に、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１０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。
【００４６】
その後、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１０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。
【００４７】
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１０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１０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１０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内に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。
【００４８】
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１０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１０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。
【００４９】
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内に基材１０を設置して基材１０に紫外線を約１分間照射させるだけで光触媒層を検知することができるので、検知対象の基材１０に光触媒層が形成されていること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１０に光触媒を塗布する工程を行った後に、基材１０に光触媒層が良好に形成されたかどうかを作業員自身が確認したり、その施工主に示したりする場合、あるいは、プラスチックや布等からなる耐熱性の無い基材１０であっても、前述の常温硬化型の無機水溶液バインダー液を用いた光触媒液を塗布した場合には光触媒層を形成できることをユーザに示すような場合等に用いることができる。
【００５０】
なお、基材１０にマスキングを施した状態で基材１０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１０を上記のように遮光箱１内に設置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（図１に示すブランク部１０ａ）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。
【００５１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【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断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１    遮光箱
１ａ  上蓋
１ｂ  観察用開口
１ｃ  斜面
２    紫外線光源
２ａ  電源装置
３    ストッパ
４    拡大鏡
１０  基材
１０ａ  ブランク部
【図１】
2005030964.tif 000003
【図２】
2005030964.tif 000004