ES2324880T3 - Dispositivo de alumbrado auto-limpiador. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de fabricación de un dispositivo de alumbrado que comprende una fuente de luz y una pared que deja pasar una parte al menos de la radiación emitida por dicha fuente, estando dicha pared constituida fundamentalmente por vidrio templado de tal manera que una superficie de 50 x 50 mm se rompe en 40 trozos al menos, y estando revestido sobre una parte al menos de una al menos de sus dos caras por una capa fotocatalíticamente activa que comprende TiO 2, la cual está formada por estructura mesoporosa por vía sol-gel, que comprende: - la preparación de una composición líquida que comprende al menos un precursor del material fundamentalmente mineral que constituye la estructura mesoporosa de dicha capa y al menos un agente estructurador orgánico, - la precipitación del precursor alrededor del agente estructurador orgánico y el aumento de moléculas derivadas del precursor, - la adición, en la composición líquida, de nanopartículas o de cristalitos elementales de óxido de titanio eventualmente dopado, de diámetros comprendidos entre 0,5 y 100 nm, - la aplicación de la composición sobre la superficie a revestir, - la eliminación del agente estructurador orgánico, estando los cristalitos de óxido de titanio incorporados en la estructura mesoporosa y a la vez preservándola fundamentalmente en su integridad, pudiendo varios de ellos agregarse en ésta en nanopartículas, dicho procedimiento siendo tal que no se utilizan temperaturas superiores a 250ºC, de modo que se preserve un temple clásico de vidrio.
Description
Dispositivo de alumbrado
auto-limpiador.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de alumbrado del tipo sometido a poluciones
atmosféricas, principalmente orgánicas.
El documento EP 0 887 104 B1 describe el
principio general de un revestimiento de TiO_{2} sobre la tapa
translúcida de protección de un dispositivo de alumbrado; TiO_{2},
particularmente en forma cristalizada anatasa, presenta una
actividad fotocatalítica, es decir, una aptitud para catalizar
oxidaciones radicales bajo una radiación UV. Residuos de
hidrocarburos procedentes de los gases de escape de automóviles, por
ejemplo, pueden degradarse de este modo en partículas más pequeñas,
menos adherentes y menos grasientas que los hidrocarburos de
partida.
Por otra parte, TiO_{2} tiene un carácter
hidrófilo: el agua se deposita sobre TiO_{2} en forma de una
película susceptible de garantizar el mejor reparto, disolución,
después eliminación por efecto hidrodinámico de los productos de
degradación mencionados.
Por tanto hay, del modo conocido a través del
documento EP 850 204 B1 en particular, sinergia entre la catálisis
de oxidaciones radicales y la hidrofilia de TiO_{2} para la
producción de un efecto autolimpiador, muy determinante cuando el
sustrato revestido es un acristalamiento, puesto que así se preserva
de modo duradero la mejor calidad óptica de transparencia.
El documento EP 887 104 B1 cita grandes familias
de procedimientos para la preparación de TiO_{2}; de manera más
detallada se cita el tratamiento térmico a 650-800ºC
durante 30 s. a 5 min - tratamiento de temple clásico de una lámina
de vidrio - de una disolución de alcóxido de titanio.
Un tal procedimiento trata de producir TiO_{2}
principalmente en forma cristalizada anatasa, con vistas a una
aplicación sobre tapas translúcidas de protección de lámparas de
túnel.
Los inventores han estudiado también este ámbito
de aplicación y observado que la eficacia de un revestimiento
autolimpiador sobre lámparas de túnel depende en particular de la
posición en el túnel (alejamiento de los extremos del túnel) y de
la naturaleza de la fuente luminosa, en particular por el hecho de
que esta fuente tenga o no tenga componente UVA (longitud de onda
de 315-400 nm).
En efecto, son fundamentalmente esas longitudes
de onda las que son aptas para activar TiO_{2} cristalizado
anatasa.
En la proximidad de un extremo del túnel, la
cantidad de UVA residual puede ser suficiente con vistas a la
activación fotocatalítica de TiO_{2}. Por otra parte, la fuente de
iluminación de la lámpara misma puede tener una componente UVA, de
la que una parte suficiente para activar TiO_{2} sea transmisible
a través de la tapa translúcida hasta su superficie en contacto con
la atmósfera del túnel; es el caso de las lámparas de tipo
fluorescente.
En cambio, cuando la distancia a los dos
extremos del túnel es importante y la luz emitida por la lámpara no
tiene o tiene poca componente UVA, que es el caso de las lámparas de
sodio por ejemplo, el procedimiento de preparación de TiO_{2}
citado no permite obtener un producto de actividad fotocatalítica
suficientemente elevada para que el efecto autolimpiador deseado y
utilizable sea constatado, a menos que lo permitan las condiciones
operatorias particulares y no divulgadas de este procedimiento de
preparación.
Para resolver ese problema, la invención tiene
por objetivo un procedimiento de fabricación de un dispositivo de
alumbrado que comprende una fuente de luz y una pared que deja pasar
una parte al menos de la radiación emitida por dicha fuente,
estando dicha pared constituida fundamentalmente por vidrio templado
de tal manera que una superficie de 50 x 50 mm se rompe en 40
trozos al menos, y estando revestido sobre una parte al menos de
una al menos de sus dos caras por una capa fotocatalíticamente
activa que comprende TiO_{2}, la cual está formada por estructura
mesoporosa por vía sol-gel que comprende:
- -
- la preparación de una composición líquida que comprende al menos un precursor del material fundamentalmente mineral que constituye la estructura mesoporosa de dicha capa y al menos un agente estructurador orgánico,
- -
- la precipitación del precursor alrededor del agente estructurador orgánico y el aumento de moléculas derivadas del precursor,
- -
- la adición, en la composición líquida, de nanopartículas o de cristalitos elementales de óxido de titanio eventualmente dopado, de diámetros comprendidos entre 0,5 y 100 nm,
- -
- la aplicación de la composición sobre la superficie a revestir,
\newpage
- -
- la eliminación del agente estructurador orgánico, estando los cristalitos de óxido de titanio incorporados en la estructura mesoporosa y a la vez preservándola fundamentalmente en su integridad, pudiendo varios de ellos agregarse en ésta en nanopartículas,
dicho procedimiento siendo tal que no se
utilizan temperaturas superiores a 250ºC, de modo que se preserve
un temple clásico de vidrio.
La invención tiene también por objetivo el
dispositivo de alumbrado susceptible de obtenerse por el
procedimiento de acuerdo con la invención.
El dispositivo de alumbrado de acuerdo con la
invención, que comprende una fuente de luz y una pared que deja
pasar una parte al menos de la radiación emitida por dicha fuente,
estando dicha pared revestida sobre una parte al menos de una al
menos de sus dos caras por una capa fotocatalíticamente activa, está
caracterizado porque en las condiciones de iluminación más débil la
actividad fotocatalítica de dicha capa es suficientemente elevada
para degradar y reducir las suciedades orgánicas de partículas
fácilmente eliminables, que no se adhieren a dicha capa, y/o para
conferir a dicha capa un carácter hidrófilo.
Las condiciones de iluminación más débil hacen
referencia aquí al hecho de que la capa fotocatalíticamente activa
no recibe radiación UVA ni de la atmósfera exterior al dispositivo
de alumbrado ni de la fuente de iluminación que no comprende o
comprende poca componente UVA.
Los inventores ponen así a disposición lámparas
dotadas, sobre su superficie de contacto con la atmósfera ambiente
en particular, de una capa de actividad fotocatalítica tan alta que
incluso bajo iluminación débil a longitudes de onda diferentes a
las UVA tales como luz visible, UVB, tienen la propiedad de degradar
los vapores de hidrocarburos grasos y pegajosos en partículas
finas, polvos no adherentes, eliminables por efecto aerodinámico
(corriente de aire muy débil) o hidrodinámico (aspersión de
líquido).
Esta actividad fotocatalítica muy intensa se
manifiesta también por un carácter hidrófilo marcado: esta propiedad
llamada también humectabilidad, observada en el marco de la
invención, traduce también el hecho de que las suciedades
eventualmente presentes son menos grasientas, y son productos de
degradación radical de las suciedades presentes sobre una lámpara no
revestida por la capa activa.
La pared del sistema de alumbrado toma formas
habituales: considerablemente plana, más o menos abombada incluso
con ángulos agudos, de acuerdo con lo que permiten los materiales y
los procedimientos de fabricación empleados.
De acuerdo con un criterio de actividad
fotocatalítica mínima, muy superior a la presentada por la mayor
parte de las capas de TiO_{2} fotocatalítico conocidas, la capa
de acuerdo con la invención comprende preferentemente TiO_{2}, y
su actividad fotocatalítica bajo una radiación de longitudes de onda
centradas en 365 nm y de potencia 50 W/m^{2} induce una velocidad
de desaparición de ácido palmítico depositado sobre dicha capa,
determinada por medida del empañamiento y referida a la cantidad de
TiO_{2}, de al menos 10 nm.h^{-1}.\mug^{-1}.cm^{2}.
La pared revestida del dispositivo de alumbrado
está constituida fundamentalmente por vidrio templado de tal manera
que una superficie de 50 x 50 mm se rompe en 40 trozos al menos
(norma R 43 para vidrio templado automóvil), en particular más de
60 trozos. La elección garantiza una transmisión máxima de la luz
emitida, así como la seguridad del público en caso de rotura. Esta
seguridad estaría afectada por una rotura en un pequeño número de
trozos, estando acompañada entonces de manera conocida por una forma
más cortante de los bordes de éstos.
El problema de migración de los alcalinos del
vidrio (en particular Na) a su superficie, susceptible de producirse
en caso de calentamiento - por ejemplo debido a la fuente de
iluminación, debe ser tomado en consideración. Como se ha tratado
en el documento EP 850 204 B1, los alcalinos afectan a la actividad
fotocatalítica de un revestimiento de TiO_{2}. Un primer medio
para remediarlo, de acuerdo con la invención, consiste en que al
menos en una zona de su superficie orientada hacia dicha capa
fotocatalítica activa, dicha pared de vidrio no comprenda óxidos
alcalinos y alcalinotérreos en proporción total que sobrepase 15% en
peso, ni óxido sódico en proporción que sobrepase 10% en peso.
Se obtiene vidrio silicosodicocálcico así
desalcalinizado por tratamientos que utilizan técnicas variadas, en
particular eléctricas tales como descarga corona, como se describe
en los documentos WO 94/07806-A1 y WO
94/07807-A1.
Una capa a base de silicio en particular se
intercala convenientemente entre dicha pared y dicha capa
fotocatalíticamente activa; se trata de una capa barrera a la
difusión de los alcalinos del vidrio, que constituye una segunda
solución al susodicho problema: capa separadora de sílice y
derivados tales como oxicarburo u oxinitruro de silicio, SiO_{x}
con x < 2 preparado por CVD térmico sobre cinta de vidrio flotado
soportado por el baño de estaño fundido, por técnica a vacío tal
como magnetrón, por vía sol-gel, etc.
Estando correlacionado el efecto antisuciedad,
de manera conocida, con el espesor de la capa activa para una
composición fotocatalíticamente activa fija, este espesor está
comprendido convenientemente entre 100 y 1000 nm, y la densidad
superficial de la capa de TiO_{2} entre 1 y 100; preferentemente 2
y 65 \mug/cm^{2}.
Para beneficiarse lo mejor posible de la
sinergia entre la aptitud para catalizar las oxidaciones radicales
y el carácter hidrófilo, el dispositivo de alumbrado de la invención
comprende convenientemente un medio de aspersión de líquido sobre
la capa activa, lo que por otra parte está ya previsto sobre los
faros de ciertos vehículos automóviles, por ejemplo, en ausencia de
capa fotocatalítica.
Preferentemente, la pared translúcida del
dispositivo de alumbrado está revestida, al menos sobre su cara
opuesta a dicha fuente de luz, por la capa fotocatalíticamente
activa. En efecto, es el problema de la polución de las superficies
exteriores del dispositivo de alumbrado el más importante (polución
atmosférica) y se pretende resolverlo de manera privilegiada en el
marco de la invención.
Sin embargo, en la medida en que la fuente de
luz está protegida en un recinto que puede no ser estanco, la cara
de dicha pared orientada hacia esta fuente de luz puede ser
accesible a una cierta polución orgánica. Por tanto no está
excluido revestir esta cara por una capa fotocatalíticamente activa.
En ese caso, la proporción de radiación de la fuente de luz
susceptible de activar la capa es mucho más importante que para una
capa sobre la cara opuesta, no siendo transmitida a través de la
pared una proporción más o menos importante de la radiación.
Se obtienen resultados excelentes muy
particularmente con una capa activa que comprende TiO_{2} dopado
por Fe, Nb, Ta, Pt, Rh, Ag, Pd, Sn, Cd, W, Ce, Zr, Cu, Ru, Mo, Al,
Bi, V, Co y/o Ni, eventualmente sus óxidos y/o sales,
principalmente en forma particular de dimensiones más pequeñas que
las de las partículas de TiO_{2} y en mezcla íntima o aleación
con éstas.
El dopaje amplifica el fenómeno fotocatalítico
debido al óxido de titanio aumentando su banda de absorción y/o
aumentando el número de portadores de cargas y/o aumentando el
rendimiento y la cinética de las reacciones fotocatalíticas.
El elemento dopante puede consistir en pequeñas
partículas intercaladas entre los cristalitos de óxido de titanio
agregados en nanopartículas, es decir, integradas en éstos, o en
pequeñas partículas repartidas en la superficie exterior de las
nanopartículas de TiO_{2}, incluso en capa fina cubriendo la capa
fotocatalíticamente activa.
Los procedimientos sol-gel están
adaptados particularmente bien a depósitos sobre pared de formas
complejas.
Preferentemente, la temperatura no sobrepasa
250ºC en la utilización del procedimiento de acuerdo con la
invención, de manera que se preserva un temple clásico del vidrio.
Así, la etapa de eliminación del agente estructurador puede
consistir en un calentamiento a 250ºC durante 2 horas, o bien una
irradiación con UVA a temperatura ambiente.
Otros objetivos de la invención son:
- -
- una pared a base de vidrio destinada al dispositivo de alumbrado descrito anteriormente, y
- -
- la aplicación del dispositivo de alumbrado mencionado anteriormente a la iluminación de un túnel, alumbrado público, pistas de aeropuerto, o a faros o luces de señalización de vehículos de transporte terrestres, acuáticos o aéreos, en particular vehículos automóviles así como al alumbrado del interior.
La invención se ilustra por el ejemplo que
sigue.
Se deposita sobre el vidrio, en forma aún de una
cinta de vidrio flotado, una subcapa a base de oxicarburo de
silicio indicado por comodidad por SiOC (sin prejuzgar el porcentaje
real de oxígeno y de carbono en el revestimiento). Esta subcapa se
deposita por CVD a partir de precursores de Si, en particular de una
mezcla de SiH_{4} y de etileno en dilución en nitrógeno, mediante
un conducto dispuesto por encima y transversalmente a la cinta de
vidrio flotado de una línea de producción de vidrio plano, en el
recinto flotado, cuando el vidrio está aún a una temperatura de
aproximadamente 550 a 600ºC. El revestimiento obtenido tiene un
espesor de aproximadamente 50 nm y un índice de refracción de
aproximadamente 1,55. Se recortan muestras de vidrio flotado
provisto de su subcapa SiOC barrera para los alcalinos así obtenido
con dimensiones de una tapa de lámpara de túnel; estas muestras se
lavan, se aclaran, se secan y se someten a un tratamiento UV ozono
durante 45 min.
Cuando el vidrio está sometido a un
abombamiento/temple, una alternativa a la subcapa SiOC por CVD en el
flotado es una capa de SiO_{2} por sol-gel en
reposición, sobre vidrio abombado/templado, prácticamente en frío o
a una temperatura que no sobrepasa 250ºC y que permite mantener el
beneficio del temple.
En efecto, esta capa es equivalente a SiOC por
CVD en la función barrera a la difusión de los alcalinos.
Se forma sobre la sub-capa un
revestimiento con estructura mesoporosa.
La composición líquida de tratamiento se obtiene
mezclando en una primera etapa 22,3 ml de tetraetoxisilano, 22,1 ml
de etanol absoluto, 9 ml de HCl en agua desmineralizada (pH 1,25)
hasta que la disolución se vuelva transparente, después poniendo el
matraz en un baño maría a 60ºC durante 1 h.
En una segunda etapa, se añade al sol obtenido
anteriormente una disolución de un copolímero de bloques de
polioxietileno-polioxipropileno comercializado por
la empresa BASF con la marca registrada Pluronic PE6800 (masa molar
8.000), en proporciones tales que la relación molar PE6800/Si =
0,01. Ésta se obtiene mezclando 3,78 g de PE6800, 50 ml de etanol y
25 ml del sol.
Las nanopartículas de TiO_{2} cristalizadas
anatasa y de tamaño 50 nm aproximadamente se añaden a la composición
líquida así obtenida, justo antes del depósito sobre la muestra. El
depósito se hace por recubrimiento por centrifugado en una cantidad
de partida de 3 ml por muestra. (Otras técnicas de depósito
equivalentes son recubrimiento por inmersión, pulverización,
enducción laminar, recubrimiento en rollos, recubrimiento por
aspersión...).
Las muestras se calientan después a 250ºC
durante 2 horas.
Los poros del revestimiento así formado tienen
un tamaño de 4-5 nm.
Se verifica por análisis SIMS del revestimiento
con estructura mesoporosa que la relación atómica Ti/Si es
exactamente idéntica a la de la composición líquida de partida. El
análisis SIMS permite verificar igualmente que las nanopartículas
están repartidas de manera homogénea en las tres dimensiones del
revestimiento.
El espesor E de los revestimientos en nm se mide
a partir de perfiles SIMS y de clichés MEB.
La cantidad de TiO_{2} en \mug/cm^{2} se
evalúa por fluorescencia X.
Se mide la actividad fotocatalítica de la manera
siguiente:
- 1.-
- prueba realizada sobre aproximadamente 15 cm^{2} de revestimiento;
- 2.-
- pesada de la muestra y medida del espesor del sustrato, de la transmisión luminosa T_{L} y del empañamiento Td (ambos en %);
- 3.-
- depósito por atomización de una disolución de ácido palmítico (8 gramos de ácido por 1 l de cloroformo), con una distancia vidrio/atomizador de 20 cm, sobre sustrato vertical, y 3 a 4 pasos sucesivos;
- 4.-
- pesada de la muestra tras depositar ácido palmítico para evaluar el espesor de ácido palmítico depositado en nanómetros;
- 5.-
- medida de la transmisión luminosa T_{L} y del empañamiento Td tras el depósito;
- 6.-
- medida de la variación del empañamiento en función del tiempo de irradiación bajo UVA de intensidad 50 W/m^{2} aproximadamente;
- 7.-
- determinación gráfica del tiempo al final del cual el empañamiento ha disminuido 50%: tiempo llamado T_{1/2} (desaparición);
- 8.-
- evaluación de la actividad fotocatalítica del revestimiento en velocidad de desaparición del ácido palmítico v (en nm/h), que se define del siguiente modo:
v(nm/h)
= (espesor del ácido palmítico (nm)) / (2 x T_{1/2} (desaparición
(h))
Se mide también el valor de la actividad
fotocatalítica referida a la cantidad de TiO_{2} en el
revestimiento. Finalmente, se indican las propiedades ópticas de
reflexión luminosa RI y de empañamiento Td (en %).
La relación Ti/Si es igual a 1.
Se obtiene:
E = 454 nm
TiO_{2} = 33,3 \mug/cm^{2}
V = 620 nm/h
V/TiO_{2} = 18
nm.h^{-1}.\mug^{-1}.cm^{2}
R_{l} = 9,7%
T_{d} = 0,3%
Dos lámparas de túnel, de sodio, que
prácticamente no irradian UVA, y dos de tipo fluorescente, se
proveen con una tapa de vidrio tratado de acuerdo con el
ejemplo.
Dos lámparas de cada tipo citado se proveen con
una tapa de vidrio flotado no tratado.
Se coloca separadamente durante 84 horas una
lámpara de cada tipo con tapa de vidrio tratado, y una con tapa de
vidrio no tratado en zona de entrada de túnel por una parte, en zona
central de túnel que recibe casi nada o muy pocos UVA de la
atmósfera exterior.
Se procura durante el desmontaje que los vidrios
tratados no sean expuestos a los UVA no presentes en el túnel.
Las lámparas no se ponen bajo tensión
permanentemente estando el túnel raramente iluminado al 100%, sino 9
h 30 por día en promedio.
Los vidrios tratados son perfectamente
humectantes en la instalación.
Las tapas se examinan de la siguiente
manera:
- -
- observaciones visuales de la polución;
- -
- recogida sobre un trapo de los polvos depositados sobre una superficie de 5 cm^{2}: revelador del estado de engrasamiento, y permite llegar a conocer la facilidad de limpieza (función "fácil de limpiar");
- -
- evaluación de la hidrofilia depositando algunas gotas de agua desionizada en la superficie del vidrio.
\vskip1.000000\baselineskip
Los resultados se indican en las tablas más
adelante:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
La diferencia de comportamiento en la zona de
entrada se puede explicar por:
- -
- la presencia de UVA que entran en el túnel y permiten a la capa de TiO_{2} ser más eficaz
- -
- poluciones menos confinadas que en zona central
En la parte central se observa una polución de
los vidrios, incluso tratados, y un carácter hidrófilo mantenido
para los vidrios tratados. En cambio, para las luminarias tratadas
que contienen las lámparas fluo (emisión de UVA y por tanto
activación de la capa), la polución se presenta en forma de polvos
secos que se desprenden muy fácilmente de la superficie. Sobre los
vidrios no tratados se observa una adhesión fuerte con la presencia
de poluciones grasientas.
Así, los inventores ponen a disposición lámparas
limpias con larga duración y/o fáciles de limpiar en las
condiciones de iluminación más débiles y de polución más
fuertes.
Claims (10)
1. Procedimiento de fabricación de un
dispositivo de alumbrado que comprende una fuente de luz y una pared
que deja pasar una parte al menos de la radiación emitida por dicha
fuente, estando dicha pared constituida fundamentalmente por vidrio
templado de tal manera que una superficie de 50 x 50 mm se rompe en
40 trozos al menos, y estando revestido sobre una parte al menos de
una al menos de sus dos caras por una capa fotocatalíticamente
activa que comprende TiO_{2}, la cual está formada por estructura
mesoporosa por vía sol-gel, que comprende:
- -
- la preparación de una composición líquida que comprende al menos un precursor del material fundamentalmente mineral que constituye la estructura mesoporosa de dicha capa y al menos un agente estructurador orgánico,
- -
- la precipitación del precursor alrededor del agente estructurador orgánico y el aumento de moléculas derivadas del precursor,
- -
- la adición, en la composición líquida, de nanopartículas o de cristalitos elementales de óxido de titanio eventualmente dopado, de diámetros comprendidos entre 0,5 y 100 nm,
- -
- la aplicación de la composición sobre la superficie a revestir,
- -
- la eliminación del agente estructurador orgánico, estando los cristalitos de óxido de titanio incorporados en la estructura mesoporosa y a la vez preservándola fundamentalmente en su integridad, pudiendo varios de ellos agregarse en ésta en nanopartículas,
dicho procedimiento siendo tal que no se
utilizan temperaturas superiores a 250ºC, de modo que se preserve
un temple clásico de vidrio.
2. Dispositivo de alumbrado susceptible de
obtenerse por el procedimiento de la reivindicación 1.
3. Dispositivo de alumbrado de acuerdo con la
reivindicación precedente, caracterizado porque el vidrio de
la pared está templado de tal manera que una superficie de 50 x 50
mm se rompe en más de 60 trozos.
4. Dispositivo de alumbrado de acuerdo con una
de las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque al menos
en una zona de su superficie orientada hacia dicha capa
fotocatalítica activa, dicha pared de vidrio no comprenda óxidos
alcalinos y alcalinotérreos en proporción total que sobrepase 15% en
peso, ni óxido sódico en proporción que sobrepase 10% en peso.
5. Dispositivo de alumbrado de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado
porque entre dicha pared y dicha capa fotocatalíticamente activa se
intercala una capa barrera a la difusión de los alcalinos del
vidrio, o anti-rayados, en particular a base de
silicio.
6. Dispositivo de alumbrado de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado
porque dicha capa fotocatalíticamente activa tiene un espesor
comprendido entre 100 y 1000 nm, y contiene 1 a 100, preferentemente
2 a 65 \mug/cm^{2} de TiO_{2}.
7. Dispositivo de alumbrado de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado
porque comprende un medio de aspersión de líquido sobre dicha capa
fotocatalíticamente activa.
8. Dispositivo de alumbrado de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, caracterizado
porque dicha pared está revestida, al menos sobre su cara opuesta a
dicha fuente de luz, por la mencionada capa fotocatalíticamente
activa.
9. Dispositivo de alumbrado de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, caracterizado
porque dicha capa comprende TiO_{2} dopado por Fe, Nb, Ta, Pt, Rh,
Ag, Pd, Sn, Cd, W, Ce, Zr, Cu, Ru, Mo, Al, Bi, V, Co y/o Ni,
eventualmente sus óxidos y/o sales, principalmente en particular
forma de dimensiones más pequeñas que las de las partículas de
TiO_{2} y en mezcla íntima o aleación con éstas.
10. Aplicación del dispositivo de alumbrado, de
acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 9, al
alumbrado de un túnel, alumbrado público, pistas de aeropuertos, o a
faros o luces de señalización de vehículos de transporte terrestres,
acuáticos o aéreos, en particular de vehículos automóviles, así como
a alumbrado de interior.
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| JP3573392B2 (ja) * | 1996-12-09 | 2004-10-06 | 東芝ライテック株式会社 | 光触媒体、光源および照明器具 |
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| JP2000072486A (ja) * | 1998-08-21 | 2000-03-07 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 皮膜付き強化ガラス |
| DE69930399T2 (de) * | 1998-09-30 | 2006-12-07 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Photokatalysatorartikel mit verhinderung von verstopfungen und ablagerungen, verfahren zur herstellung des artikels |
| ES2238224T3 (es) * | 1999-07-06 | 2005-09-01 | Sms Demag Ag | Procedimiento y sistema para controlar el caldo en una maquina de colada en cuerda. |
| WO2001040705A1 (en) * | 1999-12-03 | 2001-06-07 | The Dow Chemical Company | Self-cleaning automotive head lamp |
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