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汚れ分解機能膜付き道路・トンネル照明器具の開発と実用化

  • 写真なし藤嶋 昭
  • 写真なし橋本 和仁
  • 写真なし深山 重道
  • 写真なし相馬 隆治
  • 写真なし石田 敏行
  • 写真なし石崎 有義
  • 写真なし渡辺 力
  • 写真なし小島 浩之
トンネル照明器具の汚れ防止効果の例

写真1 トンネル照明器具の汚れ防止効果の例

光触媒の汚れ分解原理説明

図1 光触媒の汚れ分解原理説明

トンネル照明器具カバーの透過率変化

図2 トンネル照明器具カバーの透過率変化

光触媒付きカバーガラスの分光透過率

図3 光触媒付きカバーガラスの分光透過率

酸化チタン塗布プロセスフロー

図4 酸化チタン塗布プロセスフロー

[従来技術]

 トンネル照明器具は排気ガスで汚れるため,定期的に清掃が行われているが,安全上の問題や交通渋滞につながるため対策が要望されていた。


[解決すべき課題]

 トンネル照明器具がカバーガラスに排気ガスすすの付着低減にようる明るさ低下の防止。

開発での課題

 ① ガラス上で光透過率が高く,ヘイズが少なく触媒効果の高い膜
   直線透過率 85%以上
 ② 膜強度がブラシ清掃に耐える事(6H以上,出来れば9H以上)
 ③ ガラス強化処理時に触媒効果の劣化が少ないこと
 ④ 膜塗布費用が適当な価格であること


[手段]

 酸化チタン光触媒膜をカバーガラス表面に塗布し,ランプの光に含まれるUV光により光触媒を励起し,表面に付着した排気ガスすすを酸化分解し,器具の明るさ低下を減少させる。(光触媒の原理を図1に示す。)

 ① 有機チタンを使用したゾルゲル法で成膜して,膜による光の干渉で発生する透過率のピークをランプ(高圧ナトリウムランプ)の波長に合わした膜厚に設計
 ② 強化処理時の熱(700°C)で膜を焼成することにより膜強度UP
 ③ ガラスと酸化チタン膜の間にNa拡散防止膜(SiO2)を塗布し,劣化防止
 ④ 引き上げディップ法による製造で量産性確保と設備価格の低減


[効果]

 上記光触媒膜付きカバーガラスをトンネル照明器具に採用することにより,平均として必要な器具の清掃回数を30%程度削減することが出来た。

 効果例を写真1図2に示す。

 ① 図3に示す分光透過率にすることにより直線透過率85%以上確保できた
 ② 膜作成プロセスフローを図4に示す。


[応用]

 この光触媒による照明器具の汚れ防止効果は屋外照明器具(道路灯,街路灯など)に応用されている。

 本研究の成果に対して、照明学会は、1996年、藤嶋 昭(東京大学)、橋本 和仁(神奈川科学アカデミー)、深山 重道(日本曹達)、相馬 隆治(日本道路公団)、石田 敏行(東芝ライテック)、石崎 有義(東芝ライテック)、渡辺 力(東芝ライテック)、小島 浩之(東芝ライテック)に日本照明賞を贈った。

文献

[1] 相馬,石崎、1996年、建設電気技術 No.115
[2] H.Honda, A.Ishizaki, R.Soma, K.hashimoto, A.Fujishima、1998年、J of the IES 27(no.1) : 42-49

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キーワード

酸化チタン光触媒、セルフクリーニング、トンネル
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