(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基材が石英ガラスであるケースの外表面に光触媒層が形成され、該ケース内に光源が収容された照明体として形成された光触媒機能体であって、
前記ケースの外表面に、速度１５０（ｍ／秒）以上の噴射速度で、ショット径３０〜５０μｍのチタンの粉体を噴射させ、前記光触媒層としてチタンの酸化被膜が被着されていることを特徴とする光触媒機能体。
【請求項２】
ガラス基材が鉛ガラスであるケースの外表面に光触媒層が形成され、該ケース内に光源が収容された照明体として形成された光触媒機能体であって、
前記ケースの外表面に、速度１５０（ｍ／秒）以上の噴射速度で、ショット径３０〜５０μｍの錫の粉体を噴射させ、前記光触媒層として錫の酸化被膜が被着されていることを特徴とする光触媒機能体。
【請求項３】
石英ガラスと鉛ガラスの中間の融点を有するガラス基材からなるケースの外表面に光触媒層が形成され、該ケース内に光源が収容された照明体として形成された光触媒機能体であって、
前記ケースの外表面に、速度１５０（ｍ／秒）以上の噴射速度で、ショット径３０〜５０μｍのチタンと錫の混合粉体を噴射させ、前記光触媒層としてチタンと錫の酸化被膜が被着されていることを特徴とする光触媒機能体。
【請求項４】
前記ケースが透明なガラス基材からなり、前記光触媒層が前記ケースのガラス基材を部分的に露出する形態に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の光触媒機能体。
【請求項５】
前記光触媒層が、前記ケースの外表面にグリッド状に設けられていることを特徴とする請求項４記載の光触媒機能体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光触媒機能体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
酸化チタン、酸化亜鉛といった光触媒材は抗菌、脱臭、浄水、空気浄化等の作用を有する機能材料として知られている。これらの光触媒材による抗菌、脱臭等の作用は、光触媒反応による酸化・還元反応によるものである。光触媒材はその作用を利用してきわめて多用途に利用されているもので、照明製品に適用した例も多く見られる。照明製品に光触媒材を利用した場合は、励起用の光が得られやすいこと、照明製品の表面の汚れが防止できて明るさの低下が防止できるといった照明製品に特有の機能の向上を図ることができるという利点がある。
【０００３】
照明製品に利用した例としては、たとえば、トンネル照明灯、街路灯のカバーの表面に酸化チタン等の光触媒材を塗布することにより照明カバーの表面に汚れが付着することを防止し、照明体の明るさを低下させないようにする例や、家庭用照明製品として照明体のカバーに光触媒材を被覆することにより室内空気の浄化、殺菌、脱臭に利用する例（特開平１０−１４９７０８号公報）等がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、照明製品に光触媒材を利用する場合、照明体のカバーの表面、光反射板の表面、蛍光灯管等の管球の外表面に光触媒材を被着させる必要があるが、このような対象物に光触媒材を被着させる場合は、照明体のカバーや管球のように照明光が透過するケース部分については、光の透過を妨げることなく十分な光触媒作用を発揮させる必要があり、光反射板の表面に光触媒材を被着させる場合は光触媒効果が十分に発揮される形態で光触媒材を被着する必要がある。
【０００５】
光触媒材を対象物に被着させる従来方法としては、接着層と光触媒層の２層コーティングによる方法、バインダーを用いて光触媒材をコーティングする方法、繊維製品の場合には光触媒材の粉末を分散させて担持させる方法、タイルなどの焼結品の場合は基材の上に光触媒材を焼結させるといった方法がある。しかしながら、接着剤層の上に光触媒層をコーティングして形成する方法やバインダーを使用して光触媒層を形成した場合は、光触媒材が外面に露出した形態となっていないため、光触媒作用が必ずしも効果的に作用しないという問題がある。
【０００６】
なお、対象物の表面に光触媒材を被着する他の方法として高周波プラズマ凝集法（ＣＶＤ法）やレーザアプレーション法等があるが、これらの方法を利用するには高価な設備が必要であり、照明製品のような量産品を対象として光触媒材を被着させる製品には不向きである。
本発明はこれらの光触媒材を使用した照明体等における従来の課題を解消すべくなされたものであり、蛍光灯管等のガラス基材の表面に好適に光触媒層が形成され、光触媒作用を好適に発揮させることができる光触媒機能体を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は次の構成を備える。
すなわち、ガラス基材が石英ガラスであるケースの外表面に光触媒層が形成され、該ケース内に光源が収容された照明体として形成された光触媒機能体であって、前記ケースの外表面に、速度１５０（ｍ／秒）以上の噴射速度で、ショット径３０〜５０μｍのチタンの粉体を噴射させ、前記光触媒層としてチタンの酸化被膜が被着されていることを特徴とする。
また、ガラス基材が鉛ガラスであるケースの外表面に光触媒層が形成され、該ケース内に光源が収容された照明体として形成された光触媒機能体であって、前記ケースの外表面に、速度１５０（ｍ／秒）以上の噴射速度で、ショット径３０〜５０μｍの錫の粉体を噴射させ、前記光触媒層として錫の酸化被膜が被着されていることを特徴とする。
また、石英ガラスと鉛ガラスの中間の融点を有するガラス基材からなるケースの外表面に光触媒層が形成され、該ケース内に光源が収容された照明体として形成された光触媒機能体であって、前記ケースの外表面に、速度１５０（ｍ／秒）以上の噴射速度で、ショット径３０〜５０μｍのチタンと錫の混合粉体を噴射させ、前記光触媒層としてチタンと錫の酸化被膜が被着されていることを特徴とする。
【０００８】
また、前記ケースが透明なガラス基材からなり、前記光触媒層が前記ケースのガラス基材を部分的に露出する形態に設けられていることを特徴とする。
また、前記光触媒層が、前記ケースの外表面にグリッド状に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について添付図面に基づき詳細に説明する。
図１は本発明に係る光触媒機能体の一例として照明体を構成した例を示す。同図で１０は蛍光灯管、紫外線管等の光源部であり、１２は筒状に形成したケース、１４はソケット部、１６はケース１２を全面にわたって被覆した光触媒層である。ケース１２は透明なガラス製であり、光触媒層１６はケース１２の外表面に被着されて形成されている。
【００１０】
本実施形態の照明体の製造方法で特徴とする構成は、ガラス基材によって形成されているケース１２の表面に光触媒作用を有する金属の粉体を使用して光触媒層１６を形成する方法にある。
すなわち、本実施形態の照明体では以下のようにして、ケース１２の外表面に光触媒層１６を形成する。
まず、ガラス製のケース１２の外表面にブラスト処理を施し、ケース１２の表面を粗面に形成する。ケース１２の表面を粗面に形成するのは、ケース１２の表面と光触媒層１６との密着性を向上させるためである。もちろん、ケース１２の表面を粗面に形成せずに光触媒層を被着形成することも可能である。
【００１１】
次に、粗面に形成したケース１２の表面にチタンあるいは錫の粉体、あるいはチタンと錫の混合粉体を高速で衝突させ、そのときの衝突エネルギーによりチタンあるいは錫、あるいはチタンと錫の混合粉体をケース１２の外表面に密着させる。
チタンあるいは錫の粉体、あるいはチタンと錫の混合粉体をガラス基材のケース１２に表面に被着して光触媒層１６を形成する方法は、特公平２−１７６０７号公報に記載の方法と類似の方法による。すなわち、チタンあるいは錫等の金属の粉体をエア式、遠心式などの吹き付け加工機を用いて高速でガラス基材に噴射すると、金属の粉体が衝突してはね返る際のエネルギーの減少分が熱エネルギーに変換され、部分的に高温となってガラス基材の表面に被着する。これらの金属粉体は酸化物としてガラス基材の表面に被着し、これによって光触媒機能を奏する光触媒層が形成される。
【００１２】
チタンあるいは錫の粉体、チタンと錫の混合粉体としてはショット径３０〜５０μｍのものが好適に使用できる。これらの粉体をノズルから圧縮空気とともに高速で噴射し、ガラス基材の表面に酸化被膜として形成する。ショット径をしぼり、圧縮空気を利用することで速度１５０（ｍ／秒）程度以上の速度で噴射することは容易である。これによって、ガラス基材の表面にこれらの金属の酸化被膜を形成することができる。
【００１３】
ガラス基材の表面に噴射して光触媒層を形成する金属の粉体としては、チタンと錫が好適に使用できる。チタンは高融点金属であるから、金属の粉体としてチタンを使用する場合は、ガラス基材としては石英ガラス等の高融点ガラスを使用する。一方、ガラス基材が鉛ガラス等の低融点ガラスの場合は錫を使用する。また、低融点ガラスと高融点ガラスの中間の融点を有するガラスについてはチタンと錫とを混合した混合粉体を使用する。このように、チタンと錫とは対象とするガラスの性質に合わせて使用するのがよい。
【００１４】
以下に、ガラス基材に高融点ガラスとして石英ガラスを使用し、本発明方法によってガラス基材の表面に光触媒層を形成した例を示す。
【表１】
0003802361.tif 000002
【００１５】
本実施例ではガラス基材として高融点ガラスを使用したことから、金属粉体としてはチタンのみとした。上昇温度とはガラス基材の表面での温度である。上記条件によってチタンの粉体を噴射することによってガラス基材の表面にチタンの酸化物（チタニア）が生成された。ガラス基材の表面の光触媒層についてみると、光触媒層は最外表面がもっとも酸素リッチとなり内部に進むにしたがって酸素が減少する酸素欠乏傾斜層となる。下地のガラス基材に付着したチタンの上に次々とチタンが付着していく際に、外層のチタンが下層のチタンから酸素を奪うようにして付着し、最外表面がより酸素が多い状態になるものと考えられる。
【００１６】
なお、本実施例は高融点ガラスについてチタンを被着させた例であるが、鉛ガラス等の低融点ガラスについてはチタンよりも融点の低い錫の粉体を使用することにより、上述した方法と同様にしてガラス基材の表面に錫の酸化物を被着して形成することができる。この錫の酸化物も光触媒層として好適に作用するものである。
また、高融点ガラスと低融点ガラスの中間程度の融点のガラス基材については、チタンと錫とを適宜混合して使用するようにする。融点が高融点ガラスに近いガラス基材についてはチタンの含有量を多くすることが可能であるが、融点が低融点ガラスに近いガラス基材の場合は、錫の含有量を多くする必要がある。
【００１７】
前述したように、本発明方法によれば、ガラス基材の表面を粗面に形成せずに光触媒層を形成することは可能である。これはきわめて高速で金属の粉体をガラス基材に噴射させて被着させることによっている。もちろん、ブラスト処理等を施してガラス基材の表面を粗面に形成した方が、より確実に光触媒層を形成することができる。
【００１８】
上記のように、本発明方法ではガラス基材の対象物の表面にチタンあるいは錫の粉体、あるいはチタンと錫の混合粉体をきわめて高速で噴射させて光触媒層を形成するから、対象物の表面を適宜パターンで被覆して粉体を噴射することによって対象物の表面に適宜パターンで光触媒層を形成することができる。
図２は、図１に示す照明体と同様に、筒状に形成したケース１２内に光源を挿入して組み立てた照明体である。ケース１２は透明なガラス基材からなるものであり、その表面に上記方法によって光触媒層１６が形成されている。本実施形態ではケース１２の全面を光触媒層１６によって被覆せず、グリッド状に光触媒層１６を形成して、部分的にケース１２のガラス基材を露出させるようにしたものである。
【００１９】
このように、ケース１２のガラス基材を部分的に露出する形態とすることにより、光触媒層１６によって遮蔽されて照明体が減光することを抑えることができ、ケース１２の全面を光触媒層１６によって被覆した場合にくらべて照明体を明るくすることができる。また、光触媒層１６は光照射によってさらに光触媒作用が助長されるから、ケース１２を部分的に露出させることで光が光触媒層１６に照射されやすくなって、効果的な光触媒作用が得られるという利点もある。
【００２０】
なお、上記光触媒機能体は、照明体のケース１２に光触媒層１６を形成して光触媒作用を奏するものとした例であるが、本発明方法は、ガラス基材の表面に光触媒層を形成して利用する商品について効果的に使用することが可能である。たとえば、蛍光灯、電球等の管球の外表面に光触媒層を形成する方法、照明製品のケースや光反射板等に光触媒層を形成することによって、これらの製品の汚れ防止、室内の脱臭、殺菌等に利用することができる。また、ガラス板の表面に上述した方法によって光触媒層を形成することにより、光触媒機能を備えた窓ガラスとして提供することができる。この窓ガラスは汚れが付着しにくく、脱臭、殺菌等の作用も備えた製品として利用することができる。
【００２１】
本発明方法によってガラス基材の表面に形成する光触媒層は、チタン、錫等の光触媒作用を有する金属の粉体をガラス基材に噴射し、酸化物として被着されるものであり、バインダー等の介在物を介さずにガラス基材に被着されるから、光触媒作用がきわめて有効に発揮される形態で形成されるという利点がある。そして、照明体等の光触媒層を励起する光源と併用することによって光触媒作用がさらに有効に発揮され、効果的な光触媒作用を奏する製品として提供することが可能となる。
また、本発明方法によれば、チタンあるいは錫といった金属粉体を高速で噴射する方法によって光触媒層を形成するから、量産が可能であり、照明体、窓ガラスといった一般商品に好適に適用できるという利点がある。
【００２２】
【発明の効果】
本発明に係る光触媒機能体によれば、ガラス基材の表面にバインダー等の介在物を介さずにじかに光触媒層が形成されるから、光源部によって光触媒層が効率的に光励起され有効な光触媒作用を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光触媒機能体の一実施形態の構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る光触媒機能体の他の実施形態の構成を示す正面図である。
【符号の説明】
１０  光源部
１２  ケース
１４  ソケット部
１６  光触媒層
【図１】
0003802361.tif 000003
【図２】
0003802361.tif 000004