(57)【要約】【課題】  膜の強度が強く、光触媒活性が高く、しかも、製造コストの削減が可能な光触媒膜の製造方法と製造装置及び光触媒膜、並びに汚染物質の分解処理方法、光部品を提供する。【解決手段】  本発明の光触媒膜の製造方法は、４重管構造の酸水素バーナー２を用いて酸水素炎Ｆを発生させ、この酸水素炎Ｆに配管７を用いて光触媒原料である四塩化チタン蒸気を供給し、この酸水素炎Ｆ中にて四塩化チタン蒸気を加水分解すると同時に熱酸化し、生じた酸化チタン粒子を酸水素炎Ｆと共に基板８上に吹き付けることにより、基板８上に酸化チタン膜を形成することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光触媒原料を酸水素炎に供給して加水分解と同時に熱酸化させ、この光触媒原料の酸化物を含む酸水素炎を基材上に吹き付けることにより、当該基材上に光触媒膜を形成することを特徴とする光触媒膜の製造方法。
【請求項２】
酸素、水素及び光触媒原料をバーナーに供給して酸水素炎を生じさせると共に該酸水素炎により前記光触媒原料を加水分解と同時に熱酸化させ、この光触媒原料の酸化物を含む酸水素炎を基材上に吹き付けることにより、当該基材上に光触媒膜を形成することを特徴とする光触媒膜の製造方法。
【請求項３】
前記光触媒原料は、光触媒元素のハロゲン化物であることを特徴とする請求項１または２記載の光触媒膜の製造方法。
【請求項４】
前記ハロゲン化物は、四塩化チタンであることを特徴とする請求項３記載の光触媒膜の製造方法。
【請求項５】
前記基材は、石英系ガラスまたはステンレススチールからなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項記載の光触媒膜の製造方法。
【請求項６】
処理室と、該処理室内にて酸水素炎を発生させるバーナーと、前記酸水素炎に光触媒原料を供給する光触媒原料供給手段とを備えてなることを特徴とする光触媒膜の製造装置。
【請求項７】
処理室と、酸素、水素及び光触媒原料を用いて前記処理室内にて光触媒原料の酸化物を含む酸水素炎を発生させるバーナーとを備えてなることを特徴とする光触媒膜の製造装置。
【請求項８】
前記バーナーは、径の異なる少なくとも３種類の管を同心状に配置した多重管構造としたことを特徴とする請求項６または７記載の光触媒膜の製造装置。
【請求項９】
請求項１ないし５のいずれか１項記載の光触媒膜の製造方法により得られたことを特徴とする光触媒膜。
【請求項１０】
請求項９記載の光触媒膜を用いて汚染物質を分解処理することを特徴とする汚染物質の分解処理方法。
【請求項１１】
光導波路上に、請求項９記載の光触媒膜を備えてなることを特徴とする光部品。
【請求項１２】
前記光導波路は、酸化珪素原料を酸水素炎に供給して加水分解と同時に熱酸化させ、この酸化珪素原料の酸化物を含む酸水素炎を基材上に吹き付けることにより得られることを特徴とする請求項１１記載の光部品。
【請求項１３】
前記光導波路は、酸素、水素及び酸化珪素原料をバーナーに供給して前記酸化珪素原料を酸水素炎により加水分解と同時に熱酸化させ、この酸化珪素原料の酸化物を含む酸水素炎を基材上に吹き付けることにより得られることを特徴とする請求項１１記載の光部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒膜の製造方法と製造装置及び光触媒膜、並びに汚染物質の分解処理方法、光部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子は、ペイントや化粧品等の顔料、あるいは食品添加物等として広く用いられてきたが、近年、この酸化チタン粒子が示す光触媒作用を環境対策等に有効利用するために、例えば、大気汚染の原因となる亜酸化窒素（ＮＯx）の分解、水質汚濁を引き起こす有機溶剤の分解等、様々な検討が行われている。
酸化チタン粒子を光触媒として機能させるには、この酸化チタン粒子を分解対象物と効率よく接触させることができる基材、例えば、フィルタ、ガラス基板等に担持させるのがよく、そのために、これまでにも様々な提案がなされている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
酸化チタン粒子の様な光触媒を含む膜をガラス基板等の表面に形成する方法としては、予め合成された酸化チタン粒子あるいは酸化チタン粒子の前駆体を含むコーティング液を、ディップ方式あるいはスプレー方式により、ガラス基板等の表面に光触媒を担持させる方法が用いられている。
【特許文献１】特許第３２５８０２３号公報
【特許文献２】特許第２５７４８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の光触媒膜の形成方法により得られた光触媒膜は、強度が弱く、したがって、膜の耐久性が不十分であり、光触媒としての機能を発揮させるには不十分なものであった。また、無機バインダーなどを含むため、光触媒活性も低いという問題点があった。また、酸化チタンまたは酸化チタンの合成、コーティング液の調整、塗布、乾燥等、工程数が多く、コストもかかり、大量生産に向いていない。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、膜の強度が強く、光触媒活性が高く、しかも、製造コストの削減が可能な光触媒膜の製造方法と製造装置及び光触媒膜、並びに汚染物質の分解処理方法、光部品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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は次の様な光触媒膜の製造方法と製造装置及び光触媒膜、並びに汚染物質の分解処理方法、光部品を提供した。
すなわち、本発明の光触媒膜の製造方法は、光触媒原料を酸水素炎に供給して加水分解と同時に熱酸化させ、この光触媒原料の酸化物を含む酸水素炎を基材上に吹き付けることにより、当該基材上に光触媒膜を形成することを特徴とする。
【０００７】
この光触媒膜の製造方法では、光触媒原料を酸水素炎に供給することにより、この光触媒原料は、酸素と水素の反応（燃焼）により発生した水と加水分解反応を起こすと同時に、過剰な酸素と酸水素炎の熱により熱酸化され、光触媒元素の酸化物が合成される。この酸化物は基材上に吹き付けられ、酸水素炎の熱で焼結し、光触媒膜となる。
これにより、膜の強度が強く、光触媒活性の高い光触媒膜を容易に形成することが可能になる。
【０００８】
本発明の他の光触媒膜の製造方法は、酸素、水素及び光触媒原料をバーナーに供給して酸水素炎を生じさせると共に該酸水素炎により前記光触媒原料を加水分解と同時に熱酸化させ、この光触媒原料の酸化物を含む酸水素炎を基材上に吹き付けることにより、当該基材上に光触媒膜を形成することを特徴とする。
【０００９】
この光触媒膜の製造方法では、酸素、水素及び光触媒原料をバーナーに供給することにより、この光触媒原料は、酸素と水素の反応（燃焼）により発生した水と加水分解反応を起こすと同時に、過剰な酸素と酸水素炎の熱により熱酸化され、光触媒元素の酸化物が合成される。この酸化物は基材上に吹き付けられ、酸水素炎の熱で焼結し、光触媒膜となる。
これにより、膜の強度が強く、光触媒活性の高い光触媒膜を容易に形成することが可能になる。
【００１０】
前記光触媒原料は、光触媒元素のハロゲン化物であることが好ましい。
前記ハロゲン化物は、四塩化チタンであることが好ましい。
前記基材は、石英系ガラスまたはステンレススチールからなることが好ましい。
【００１１】
本発明の光触媒膜の製造装置は、処理室と、該処理室内にて酸水素炎を発生させるバーナーと、前記酸水素炎に光触媒原料を供給する光触媒原料供給手段とを備えてなることを特徴とする。
【００１２】
この光触媒膜の製造装置では、バーナーを用いて処理室内にて酸水素炎を発生させると同時に、光触媒原料供給手段を用いて前記酸水素炎に光触媒原料を供給することにより、この光触媒原料を、酸素と水素の反応（燃焼）により発生した水と加水分解反応を起こさせると同時に、過剰な酸素と酸水素炎の熱により熱酸化し、光触媒元素の酸化物を合成する。この酸化物を基材上に吹き付け、酸水素炎の熱で焼結し、この基材上に光触媒膜を形成する。よって、光触媒原料から直接、基材上に光触媒膜が形成されることとなる。
これにより、膜の強度が強く、光触媒活性の高い光触媒膜を、低い製造コストで容易に作製することが可能になる。
また、装置構成も簡単であるから、製造設備が高価格となることはない。
【００１３】
本発明の他の光触媒膜の製造装置は、処理室と、酸素、水素及び光触媒原料を用いて前記処理室内にて光触媒原料の酸化物を含む酸水素炎を発生させるバーナーとを備えてなることを特徴とする。
【００１４】
この光触媒膜の製造装置では、バーナーを用いて処理室内にて酸水素炎を発生させると同時に光触媒原料を供給することにより、この光触媒原料を、酸素と水素の反応（燃焼）により発生した水と加水分解反応を起こさせると同時に、過剰な酸素と酸水素炎の熱により熱酸化し、光触媒元素の酸化物を合成する。この酸化物を基材上に吹き付け、酸水素炎の熱で焼結し、この基材上に光触媒膜を形成する。よって、光触媒原料から直接、基材上に光触媒膜が形成されることとなる。
これにより、膜の強度が強く、光触媒活性の高い光触媒膜を、低い製造コストで容易に作製することが可能になる。
また、装置構成も簡単であるから、製造設備が高価格となることはない。
【００１５】
これらのバーナーは、径の異なる少なくとも３種類の管を同心状に配置した多重管構造としたことが好ましい。
この様な構成とすることで、均一な熱分布を有する酸水素炎を発生させることが可能になる。
【００１６】
本発明の光触媒膜は、本発明に係る光触媒膜の製造方法により得られたことを特徴とする。
この光触媒膜では、酸水素炎中にて生成した光触媒元素の酸化物が基材上に吹き付けられ、酸水素炎の熱で焼結されることにより、膜の強度が強く、光触媒活性も高いものとなる。
【００１７】
本発明の汚染物質の分解処理方法は、本発明の光触媒膜を用いて汚染物質を分解処理することを特徴とする。
この汚染物質の分解処理方法では、本発明の光触媒膜を用いて汚染物質を分解処理することにより、光触媒活性が十分高い光触媒膜により汚染物質を分解処理することとなり、分解処理の効率が向上する。
【００１８】
本発明の光部品は、光導波路上に本発明の光触媒膜を備えてなることを特徴とする。
この光部品では、光導波路上に本発明の光触媒膜を備えたことにより、光導波路と光触媒膜とを同時もしくは連続的に形成することが可能になる。
これにより、製造工程が大幅に短縮され、製造コストの削減を図ることが可能になる。
【００１９】
前記光導波路は、酸化珪素原料を酸水素炎に供給して加水分解と同時に熱酸化させ、この酸化珪素原料の酸化物を含む酸水素炎を基材上に吹き付けることにより得られることが好ましい。
また、前記光導波路は、酸素、水素及び酸化珪素原料を酸水素バーナーに供給して前記酸化珪素原料を酸水素炎により加水分解と同時に熱酸化させ、この酸化珪素原料の酸化物を含む酸水素炎を基材上に吹き付けることにより得られることとしてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の光触媒膜の製造方法によれば、光触媒原料を酸水素炎に供給して加水分解と同時に熱酸化させ、この光触媒原料の酸化物を含む酸水素炎を基材上に吹き付けることにより、当該基材上に光触媒膜を形成するので、膜の強度が高く、均一性に優れ、光触媒活性の高い光触媒膜を基材上に容易に形成することができる。
【００２１】
本発明の他の光触媒膜の製造方法によれば、酸素、水素及び光触媒原料をバーナーに供給して酸水素炎を生じさせると共に該酸水素炎により前記光触媒原料を加水分解と同時に熱酸化させ、この光触媒原料の酸化物を含む酸水素炎を基材上に吹き付けることにより、当該基材上に光触媒膜を形成するので、膜の強度が高く、均一性に優れ、光触媒活性の高い光触媒膜を基材上に容易に形成することができる。
【００２２】
本発明の光触媒膜の製造装置によれば、処理室と、該処理室内にて酸水素炎を発生させるバーナーと、前記酸水素炎に光触媒原料を供給する光触媒原料供給手段とを備えたので、膜の強度が高く、均一性に優れ、光触媒活性の高い光触媒膜を、低い製造コストで容易に作製することができる。
また、装置構成も簡単であるから、製造設備の価格を抑えることができ、その結果、この光触媒膜やそれを備えた製品の価格を低減することができる。
【００２３】
本発明の他の光触媒膜の製造装置によれば、処理室と、酸素、水素及び光触媒原料を用いて前記処理室内にて光触媒原料の酸化物を含む酸水素炎を発生させるバーナーとを備えたので、膜の強度が高く、均一性に優れ、光触媒活性の高い光触媒膜を、低い製造コストで容易に作製することができる。
また、装置構成も簡単であるから、製造設備の価格を抑えることができ、その結果、この光触媒膜やそれを備えた製品の価格を低減することができる。
【００２４】
また、これらのバーナーを、径の異なる少なくとも３種類の管を同心状に配置した多重管構造とすれば、均一な熱分布を有する酸水素炎を発生させることができる。
【００２５】
本発明の光触媒膜によれば、本発明に係る光触媒膜の製造方法により得たので、膜の強度が高く、膜の面内均一性に優れ、光触媒活性が高いものとなる。
【００２６】
本発明の汚染物質の分解処理方法によれば、本発明の光触媒膜を用いて汚染物質を分解処理するので、汚染物質の分解処理の効率を向上させることができる。
【００２７】
本発明の光部品によれば、光導波路上に本発明の光触媒膜を備えたので、光導波路と光触媒膜とを同時もしくは連続的に形成することができ、製造工程の大幅な短縮、製造コストの削減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の光触媒膜の製造方法と製造装置及び光触媒膜、並びに汚染物質の分解処理方法、光部品の各実施の形態について説明する。なお、これらの実施形態は、本発明の趣旨をより理解し易いように具体的に説明したものであり、本発明は、これらの実施形態に限定されない。
【００２９】
「第１の実施形態」
図１は、本発明の第１の実施形態の光触媒膜の製造装置を示す概略構成図、図２は同製造装置のバーナーを示す断面図、図３は同バーナーを示す正面図であり、図において、符号１はチャンバー（処理室）、２は酸水素炎Ｆを発生する酸水素バーナー、３は水素（Ｈ２）ガス用配管、４は酸素（Ｏ２）ガス用配管、５は四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）等の光触媒原料Ｍを貯留する密閉容器、６は光触媒原料ＭにＡｒガスを送り込み光触媒原料Ｍを気化させるための配管、７は気化した光触媒原料ＭをＡｒガスと共に酸水素炎Ｆ中に供給する配管であり、密閉容器５と配管６、７とにより光触媒原料供給手段を構成している。
なお、８は光触媒膜を形成するための基板（基材）である。
【００３０】
酸水素バーナ２は、石英ガラスからなる多重管構造のもので、径の異なる４種類の円筒状の石英管１１〜１４を同心円状に配置した４重管構造のものである。
ここでは、石英管１１の内側を水素ガス用の流路１５、石英管１１、１２の間を酸素ガス用の流路１６、石英管１２、１３の間を水素ガス用の流路１７、石英管１３、１４の間を酸素ガス用の流路１８としている。
なお、多重管構造としては、上記の４重管構造の他、３重管構造、５重管構造等、さまざまな構造のものが挙げられる。また、石英管１１〜１４は、円管でなくても良く、例えば、四角管で多重管バーナーを構成しても良い。
【００３１】
この光触媒膜の製造装置を用いて光触媒膜を形成するには、酸水素バーナ２の流路１５、１７に水素ガスを、流路１６、１８に酸素ガスを、それぞれ供給し、酸水素バーナ２の先端部にて酸水素炎Ｆを発生させ、この酸水素炎Ｆに、例えば、四塩化チタン等の光触媒原料Ｍを導入する。
酸水素炎Ｆに、光触媒原料Ｍ、例えば、四塩化チタンを導入すると、この四塩化チタンは酸素と水素の反応（燃焼）により発生した水と加水分解反応すると同時に、過剰な酸素と酸水素炎Ｆの熱により、チタン化合物の熱酸化が生じ、酸化チタン微粒子を合成する。
【００３２】
合成された酸化チタン粒子は、酸水素炎Ｆとともに基板８上に吹き付けられると同時に酸水素炎Ｆの熱で焼成され、酸化チタン焼結体からなる酸化チタン膜となる。
ここでは、多重管構造の酸水素バーナー２を用いたので、均一な熱分布を有する酸水素炎Ｆを発生させることができ、生成される酸化チタン粒子の径及びその分布が均一なものとなる。したがって、基板８上に膜厚が均一な酸化チタン膜を施すことができる。
【００３３】
光触媒原料Ｍとしては、四塩化チタン等の光触媒元素のハロゲン化物の他、硫酸チタン等の光触媒元素の塩等を用いることができる。例えば、四塩化チタンを用いた場合、図１に示すように、密閉容器５に四塩化チタンを満たし、Ａｒガス等のガスを四塩化チタンに吹き込むこと（バブリング）で四塩化チタンを気化させることができる。
四塩化チタンを用いる場合、四塩化チタンの蒸気圧の大きさより密閉容器５内を６０℃以上とすることが望ましく、気化した蒸気が液化しないように、配管７の内部温度を密閉容器５内の四塩化チタンの温度以上の温度、例えば１００℃以上に保温し、酸水素炎Ｆに供給することが望ましい。
【００３４】
また、生成される酸化チタン粒子に、例えば、リン、窒素、ケイ素、ホウ素等のドーパントを添加する場合、ドーパントの蒸気を気化した四塩化チタンに混合して、酸水素炎Ｆに導入する方法をとることができる。
ドーパントの混合方法としては、例えば、ドーパントがケイ素の場合、ドーパント原料として四塩化ケイ素を用いることができる。この四塩化ケイ素は、四塩化チタンと全く同様、四塩化ケイ素を密閉容器に満たした後、Ａｒガス等のガスを四塩化ケイ素に吹き込むことで容易に気化させることができる。
【００３５】
ドーパントの混合は、配管７内で行ってもよく、また、別々に酸水素バーナ２に導入し、それぞれが別々の流路を通過し酸水素炎Ｆに噴出してもよい。
また、四塩化チタンに少量のアンモニアを添加することで、可視光で活性する酸化チタンコーティング膜を得ることもできる。
【００３６】
酸水素バーナ２の流路１５〜１８に導入されるガスの量としては、四塩化チタンを加水分解と同時に熱酸化させるためには、水素に対して酸素が過剰であることが望ましい。ここで、酸水素量比を酸素流量／水素流量と定義すると、酸水素量比を０．７５以上とすることが望ましい。さらに１．５以上とすることが望ましい。
また、酸水素炎Ｆの温度は、例えば、四塩化チタンを原料に用いた場合、８００℃〜１３００℃が望ましい。その理由は、８００℃未満では、四塩化チタンが未反応のまま基板に吹き付けられ、均一な酸化チタン膜が得られないからであり、また、１３００℃を超えると、酸化チタンの結晶系がアナターゼから急速にルチルに変化し、得られた酸化チタン膜の触媒活性が低下してしまうからである。
また、酸水素炎Ｆ内で酸化チタン粒子同士の焼結が進行し、均一な成膜ができないという問題も発生する。
【００３７】
基板８は、酸化チタン膜等の光触媒膜が形成されるものであれば何でも良いが、酸水素炎Ｆにさらされるので、例えば、石英ガラス、ステンレススチール等が好ましい。基板温度は４００℃〜８００℃が望ましい。この基板温度は、例えば、酸水素炎Ｆとの距離を調整することで、調整することができる。
基板温度を上記の様に設定した理由は、４００℃未満では、付着した酸化チタン粒子の焼結が不十分で、強度の弱い膜しか得られないからであり、また、８００℃を超えると、酸化チタンの結晶系がアナターゼから急速にルチルに変化し、得られた酸化チタン膜の触媒活性が低下してしまうからである。
【００３８】
この様にして得られた酸化チタン膜付き基板は、十分に光触媒活性が高いので、光触媒作用により汚染物質を分解するなどの用途に適している。また、親水性も高いので、十分なセルフクリーニング機能も有している。
特に、石英ガラスを基板として用いた場合、この基板の裏面、すなわち酸化チタン膜が形成されていない面の裏側から光照射を行い、酸化チタン膜の表面で光触媒機能を発揮させることもできる。
【００３９】
この場合、酸化チタン膜の膜厚は１．０〜３．０μｍが望ましい。また、この石英ガラス基板の端面より励起光を導入し、この石英ガラス基板の内部に励起光を導波させることもできる。この場合、石英ガラス基板上に平面導波路もしくは導波面を形成し、その表面に酸化チタン膜を形成することが有効である。
石英ガラス基板上に平面導波路を形成するには、酸水素バーナー２に石英ガラス原料と屈折率分布を形成するためのドーパント原料を導入することで、任意の導波路を形成することができる。
本発明によれば、平面導波路の形成と同時に、もしくは連続的に、光触媒膜を形成することができる。
【００４０】
「第２の実施形態」
図４は、本発明の第２の実施形態の光触媒膜の製造装置のバーナーを示す断面図、図５は同バーナーを示す正面図である。
本実施形態のバーナー２１が第１の実施形態の酸水素バーナ２と異なる点は、第１の実施形態の酸水素バーナ２では、石英管１１〜１４を同心円状に配置した４重管構造とし、水素ガス用の流路１５、１７と酸素ガス用の流路１６、１８を交互に配置したのに対し、本実施形態のバーナー２１は、径の異なる３種類の円筒状の石英管２２〜２４を同心円状に配置した３重管構造とし、石英管２２の内側を四塩化チタン等の光触媒原料Ｍ用の流路３１、石英管２２、２３の間を水素ガス用の流路３２、石英管２３、２４の間を酸素ガス用の流路３３とした点である。
【００４１】
このように、石英管２２の内側を四塩化チタン等の光触媒原料Ｍ用の流路３１とすることで、光触媒原料Ｍとして、例えば、四塩化チタンを導入すると、この四塩化チタンは、加水分解反応及びチタン化合物の熱酸化が酸素と水素の反応（燃焼）と同時に生じることになり、得られた酸化チタン微粒子の粒子径をさらに均一にすることができる。また、酸化チタン微粒子の真球度を高めることができるので、より均一な酸化チタン膜を得ることができる。
【００４２】
例えば、酸水素バーナー２１を径の異なる８本の石英管を同心円状に配置した８重管構造とし、最内管より、水素ガス、アルゴンガス、酸素ガス、アルゴンガス、チタン化合物蒸気、水素、アルゴンガス、酸素の順で導入し、合成を行うことにより、チタン化合物が反応するヒートゾーンの温度分布を小さくすることができ、より均一な酸化チタン膜を得ることができる。ここで、アルゴンガスは酸素ガス、水素ガス、チタン化合物蒸気それぞれを区画するシーリングの役割を果たしている。
【実施例】
【００４３】
本発明について、実施例及び比較例により具体的に説明するが、これらの実施例は、本発明をより理解するために具体的になされたものであり、本発明は、これらの実施例に限定されない。
【００４４】
（実施例１）
四塩化チタン蒸気を原料とし、径の異なる４本の石英管を同心円状に配置した４重管構造の酸水素バーナーに導入し、加水分解及び熱酸化させて酸化チタン膜を合成した。
ここでは、４重管構造の酸水素バーナーの最内管に四塩化チタン蒸気を５０ｓｃｃｍ導入し、内側から２番目の管には水素を２０００ｓｃｃｍ導入し、内側から３番目の管にはアルゴンガスを２０００ｓｃｃｍ導入し、最外管には酸素を３５００ｓｃｃｍ導入した。
【００４５】
基板には石英ガラス板を用い、コーティング面が７００℃になるように酸水素バーナーとの距離を調整した。コーティングされた酸化チタン膜の膜厚は１．５μｍであり、ＸＲＤ測定を行った結果、主成分がアナターゼの酸化チタンであることが確認された。
この酸化チタンコーティングガラス板を水をつけたスポンジで擦ったが、膜の剥がれ等はなかった。
【００４６】
この酸化チタンコーティングガラス板を、所定の面積に切断し、次いで、アセトアルデヒドの濃度を５００ｐｐｍに調整した空気を満たしたセルに入れ、ブラックライトで３６５ｎｍの光量が１．０ｍＷ／ｃｍ２の照度で照射した。
６０分後、ガスクロマトグラフィを用いてセル内の空気のアセトアルデヒド量を定量したところ、測定感度以下であり、アセトアルデヒドのほぼ全量を分解することができた。
【００４７】
（比較例１）
酸化チタン微粒子を水系溶媒に懸濁させた市販の光触媒コーティング液を用いて、石英ガラス板にディップコーティング法で酸化チタン膜の成膜を行った。このディップコーティングを４回繰り返したところ、膜厚１．５μｍの酸化チタン膜が得られた。
この酸化チタンコーティングガラス板を水をつけたスポンジで擦ったところ、酸化チタン粒子とみられる白色の粉末が剥離した。また所々、コーティング膜自体が剥がれ落ちた個所も認められ、膜強度は非常に弱いものであった。
【００４８】
（比較例２）
酸化チタン微粒子を水系溶媒に懸濁させた市販の光触媒コーティング液を用いて、石英ガラス板にディップコーティング法で酸化チタン膜の成膜を行った。このディップコーティングを４回繰り返したところ、膜厚１．５μｍの酸化チタン膜が得られた。
この酸化チタンコーティングガラス板を、所定の面積に切断し、次いで、アセトアルデヒドの濃度を５００ｐｐｍに調整した空気を満たしたセルに入れ、ブラックライトで３６５ｎｍの光量が１．０ｍＷ／ｃｍ２の照度で照射した。
６０分後、ガスクロマトグラフィを用いてセル内の空気のアセトアルデヒド量を定量したところ、３２０ｐｐｍのアセトアルデヒドが検出され、光触媒効果による分解力は不十分なものであった。
【００４９】
（実施例２）
四塩化珪素及び四塩化ゲルマニウムを４重管構造の酸水素バーナーに導入し、まず、石英ガラス基板上にガラス導波面を形成するガラス粒子を堆積させた。
ここでは、４重管構造の酸水素バーナーの最内管に四塩化珪素蒸気を８０ｓｃｃｍ、四塩化ゲルマニウム蒸気を１５ｓｃｃｍ導入し、内側から２番目の管には水素を２０００ｓｃｃｍ導入し、内側から３番目の管にはアルゴンガスを２０００ｓｃｃｍ導入し、最外管には酸素を３５００ｓｃｃｍ導入した。
石英ガラス基板上の温度は７００℃とした。次に、四塩化珪素及び四塩化ゲルマニウムの供給を止め、酸水素炎で堆積したガラス粒子を加熱し、焼結させた。焼結後の堆積層、すなわち導波面は無色透明の層となった。
【００５０】
次いで、別の４重管構造の酸水素バーナーに四塩化チタン蒸気を導入し、上記の導波面上に酸化チタン膜を合成した。
ここでは、４重管構造の酸水素バーナーの最内管に四塩化チタン蒸気を５０ｓｃｃｍ導入し、内側から２番目の管に水素を２０００ｓｃｃｍ導入し、内側から３番目の管にアルゴンガスを２０００ｓｃｃｍ導入し、最外管に酸素を３５００ｓｃｃｍ導入した。
また、コーティング面が７００℃になるように酸水素バーナーとの距離を調整した。コーティングされた酸化チタン膜の膜厚は１．５μｍであった。
【００５１】
この酸化チタン膜がコーティングされたガラス導波面の側面より紫外光を導入した。光源には水銀ランプを用いた。この紫外光をライトガイド用光ファイバに集光させた後、ガラス導波面の側面位置で露光させ、ガラス導波面に入射させた。入射部での３６５ｎｍの光量は１．０ｍＷ／ｃｍ２の照度であった。
このガラス導波面を１０μｍｏｌ／Ｌの濃度のメチレンブルー水溶液１５０ｍｌに沈め、紫外光を入射し続けたところ、２４０分後にはすべてのメチレンブルーが分解され、溶液は無色透明に変わった。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の光触媒膜の製造方法と製造装置及び光触媒膜、並びに汚染物質の分解処理方法、光部品では、膜の強度が強く、光触媒活性が高く、しかも、製造コストの削減が可能な光触媒膜を容易に得ることができるので、光触媒活性に優れた光触媒膜を低価格にて大量に供給することができ、特に、環境保全の点で今後注目される汚染物質を分解する際に、威力を発揮することが大いに期待されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施形態の光触媒膜の製造装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の光触媒膜の製造装置のバーナーを示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の光触媒膜の製造装置のバーナーを示す正面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の光触媒膜の製造装置のバーナーを示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の光触媒膜の製造装置のバーナーを示す正面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…チャンバー、２…酸水素バーナー、３、４…配管、５…密閉容器、６、７…配管、８…基板、１１〜１４…石英管、１５〜１８…流路、２１…バーナー、２２〜２４…石英管、３１〜３３…流路。
【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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