JP2013198726A - 光源装置及び靴内清浄システム - Google Patents

Abstract

【課題】安全性を考慮した靴内清浄用の光源装置を含む靴内清浄システムを提供する。
【解決手段】可視光線によって光触媒活性が得られる光触媒粒子を含む液体が噴霧された靴内に挿入される光源装置１００と、前記靴内に可視光線によって光触媒活性が得られる光触媒溶液を噴霧する噴霧器とを備える。光源装置１００は、ＬＥＤ２０が収容されている発光素子収容部１０と、ＬＥＤ２０用の電池が収容される電池収容部３０とを備え、前記発光素子収容部は、筐体が透光性を有する素材を含み、当該筐体と前記発光素子との間に所要の間隔を設けている。
【選択図】 図７

Description

本発明は、光源装置及び靴内清浄システムに関し、特に、光触媒を用いて靴内を殺菌する光源装置及び靴内清浄システムに関する。

従来、特許文献１には、靴の内部を殺菌できる紫外線発生装置が開示されている。この紫外線発生装置は、内壁面にチタン酸化物膜が形成された短靴内に、紫外線発生装置の靴挿入部材を挿入し、靴挿入部材のＬＥＤを発光させて、紫外線を短靴の内壁面に照射することで殺菌するものである。

特開２０１０−８２３３１号公報

しかし、特許文献１に記載されている紫外線発生装置は、紫外線を用いることから、とりわけ、利用者の皮膚、目に対して障害を与えないよう、安全性を確保しなければならないという問題がある。

そこで、本発明は、安全性を考慮した靴内清浄用の光源装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、可視光線によって光触媒活性が得られる光触媒粒子を含む液体が噴霧された靴内に挿入される光源装置であって、光源装置本体の使用時に靴内を照明する発光素子が収容されている発光素子収容部と、前記発光素子用の電池が収容される電池収容部とを備え、前記発光素子収容部は、筐体が透光性を有する素材を含み、当該筐体と前記発光素子との間に所要の間隔を設けている。

例えば、前記発光素子収容部と前記電池収容部とが、一体的に構成することができるし、これらを分離して構成することもできる。

さらに、この光源装置は、前記靴内から発光素子収容部を取り出す際に用いる紐部を有している。

なお、前記発光素子収容部と前記電池収容部とが分離して構成されている場合には、前記発光素子収容部と前記電池収容部とを、前記電池と前記発光素子とを電気的に接続する電線を通じて接続すればよい。このとき、電線及びこれが接続される電極部分との取り付けは、電線自体が上記紐部を兼ねられるように堅牢性をもたせるとよい。

前記光触媒粒子は、扁平形状の結晶粒子と前記扁平形状の結晶粒子に比較して厚みがある立体形状の結晶粒子との結合物である。

前記各粒子のいずれかは、可視光線によって光触媒活性が得られるように、バンドギャップを狭めるべく、例えば、結晶状態の構造欠陥を生じさせている。

前記扁平形状の結晶粒子の平均サイズを、前記立体的形状の結晶粒子の平均サイズ以上とすると、光触媒含有体を塗布乾燥させたときに、光触媒膜の気孔率低下に寄与するため好ましい。

具体的には、塗布乾燥後の光触媒の気孔率が５０％以下であるとよい。光媒体の単位容積あたりの結晶数が増加して、再結合速度を遅くする等に貢献するためである。

前記光源は、相互に異なる方向に出射する発光素子を備えることができる。

また、本発明の靴内清浄システムは、上記光源装置と、前記靴内に可視光線によって光触媒活性が得られる光触媒粒子を含む液体を噴霧する噴霧器とを備える。

発明の実施の形態

以下、本発明の実施形態の光源装置について図面に基づいて説明するが、先に、靴内清浄システムについて概説する。なお、以下、本明細書でいう殺菌には、抗菌、除菌も含むものとする。また、各図面で同様の部分には、同一符号を付している。

まず、後述する手法によって製造された、可視光線によって光触媒活性が得られる光触媒粒子を含む液体入りの噴霧器（いわゆるエアゾールなど）を用いて、殺菌対象の靴内に、当該液体を噴霧してから光源装置１００を挿入する。

つぎに、光源装置１００がオンされると、そこから出射される光によって、靴内に噴霧された光触媒粒子が励起されて触媒反応が生じ、靴内に繁殖する雑菌を消滅させる。靴内という人間の肌に触れる可能性が極めて高いため、ここで用いる光触媒粒子は人畜無害のものとすべきであるし、また、紫外線など人体に影響を及ぼす可能性がある種類の光を出射する発光素子を用いなくて済むように、いわゆる可視光応答型のものとすべきである。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１の光源装置１００の模式的な内部構成を示す断面図である。本実施形態の光源装置１００は、図１に示すように、以下説明する、発光素子収容部１０と、電池収容部３０と、ストラップ６０とに大別される。

発光素子収容部１０は、可視光を出射する発光素子であるところの発光ダイオード（light emitting diode：ＬＥＤ）２０が複数収容されるものである。ＬＥＤ２０は、波長：５２５ｎｍ程度、出射角は３０°〜６０°程度のものを用いるとよい。このようなＬＥＤ２０としては、例えば、オーディオＱ社のＡＱ-Ｌ０５０３０ＧＣが挙げられる。

発光素子収容部１０は、その筐体を、例えば外形が円筒状の透光性のプラスチック製とすることができる（例えば、ＡＢＳライクのウレタン樹脂、ＰＭＭＡライクのウレタン樹脂）。もっとも、発光素子収容部１０の形状及び素材は、これらに限定されず、例えば、形状については略直方体状、素材については、少なくとも一部を木製、金属製などとしてもよい。ただし、発光素子収容部１０の素材を、木製、金属製とした場合には、その表面とＬＥＤ２０の光出射面とがほぼ同じ高さとなるようにするとよい。

ＬＥＤ２０の配置例としては、発光素子収容部１０が円筒状の場合には、例えば、発光素子収容部１０の軸方向を基準として、放射状に光を出射することが考えられる。加えて、発光素子収容部１０の筐体とＬＥＤ２０との間に少なくとも数ｍｍ以上所要の間隔を設けてるとよい。

これにより、靴内の広域に亘って光が到達させられるからである。このためには、各ＬＥＤ２０の光軸を相互に異なる方向に向けて配列するとよい。ＬＥＤ２０からの出射される光の波長は、例えば、可視光線（３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ程度、好ましくは、３９０ｎｍ〜５３０ｎｍ付近）とすればよく、係る場合の照射時間は１時間〜３時間程度とするとよい。

それよりも、雑菌が靴内の底面、とりわけ、土踏まず部分よりもつま先側で多く繁殖するであろうことから、光源装置１００の使用時に靴内の底面と対向する側、とりわけ、土踏まず部分よりもつま先側から多くの光が出射されるようにするとよい。

このための一つの手法としては、電池カバー４０に隣接して電池がくるように（電池収容部３０と電池とが偏心するように）電池収容部３０を構成し、発光素子収容部１０と電池収容部３０とを連結した状態において、電池カバー４０側から光が出射する態様で多数のＬＥＤ２０を配列するとよい。こうすると、電池の重みで電池カバー４０側が、光源装置１００の使用時に靴内の底面と対向することになるので、当該底面と対向する側に多くの光が出射されることになる。

なお、発光素子収容部１０を略直方体形状とした場合にも、円筒状の場合と同様にＬＥＤ２０を配列すればよく、したがって、光源装置１００の使用時に靴内を広範囲に亘って照明してもよいが、それよりも、靴内の底面に効率よく照明できるようにＬＥＤ２０を配列するとよい。

電池収容部３０は、ＬＥＤ２０を点灯させるための電池が収容されるものである。電池の種別は問わないが、既述の要領で電池の重みを用いて、ＬＥＤ２０による照明領域を帰省したい場合には、単一〜単四型といったある程度の重さがあるものとするとよい。また、電池収容部３０のみならず、発光素子収容部１０内も利用して、一例としては、長さ約４５ｍｍ×直径１０ｍｍの単四電池を３本収容するといったことが考えられる。

電池収容部３０も、発光素子収容部１０と同様に、例えば、外形が円筒状のプラスチック製とすることができるが、形状及び素材はこれらに限定されない。電池収容部３０は、例えば形状については略直方体状、素材については木製などとしてもよい。また、選択的に、電池収容部３０にもＬＥＤ２０を設けてもよい。

もっとも、発光素子収容部１０及び電池収容部３０は、一体的な構成とするとよいので、双方を同様の外形となるように合致させるとよい。また、発光素子収容部１０及び電池収容部３０は、少なくとも一方の表面が、例えば、可視光線によって光触媒活性が得られる光触媒粒子によってコーティングされているとよい。この場合の光触媒粒子は、特定のものに限定されるわけではないが、後述するものを用いるとよい。

また、例えば、発光素子収容部１０と電池収容部３０とを結合した全体の長さは１５ｃｍ〜２０ｃｍ程度とし、図１の例で言えば直径は２ｃｍ〜４ｃｍ程度とすればよい。さらに、発光素子収容部１０と電池収容部３０とを結合した全体の形状は、例えば、四隅となる位置などに柱部を形成し、ＬＥＤ２０からの靴内底面への照明の均斉度を高めるなどしてもよい。

ストラップ６０は、発光素子収容部１０及び電池収容部３０を靴内から取り出す際に用いるものである。ストラップ６０は、電池収容部３０の端部に設けられた差込口５０に差し込まれるタグ７０と、タグ７０が両端に設けられている紐部８０と、紐部８０の中間位置に設けられた把持部９０とを有する。

紐部８０は、例えば、３０ｃｍ〜５０ｃｍ程度の長さとすることができる。また、紐部８０は、相対的に長いものと相対的に短いものとを用意しておき、例えば、ミドルブーツ或いはロングブーツ用に相対的に長いもの、ショートブーツ用に相対的に短いものというように、靴の種別に応じて選択的に用いることもできる。なお、スニーカー、ビジネスシューズ、パンプスなどのように丈のないタイプの靴の場合には、ストラップ６０を付けない状態の光源装置１００を用いるとよい。

つぎに、発光素子収容部１０又は電池収容部３０の表面を選択的にコーティングする光触媒粒子、及び、靴内に噴霧する可視光線によって光触媒活性が得られる光触媒粒子を含む液体について説明する。本実施形態に係る光触媒粒子は、いわゆる可視光応答型のものとしている。

図２は、本実施形態に係る可視光線によって光触媒活性が得られる光触媒粒子を含む液体の製造工程の概要説明図である。

この液体は、２種類の光触媒粒子の結合体を含む。まず、２種類の光触媒粒子の一方となる光触媒原液を製造する（ステップＳ１）。

光触媒原液を製造するために、まず、水酸化チタン或いは酸化チタン等の超微粒子の分散液、又は水酸化チタンゲルを用意する（ステップＳ１１）。つづいて、上記分散液等に対して、水酸化ナトリウム等の沈殿物生成剤を加える（ステップＳ１２）。これにより、上記分散液等に水酸化チタンの沈殿物が生成される。

具体的には、四塩化チタンの約５０重量％〜７０重量％の水溶液１０ｍｌに対して、蒸留水１０００ｍｌで希釈したもの上記分散液として用意した。また、上記分散液に対して、２．０重量％〜２．５重量％のアンモニア水を１０ｍｌ程度の量を滴下して、水酸化チタンの沈殿物を生成した。

つぎに、上記分散液の中から沈殿物を遠心分離や濾別等によって抽出して、その後、水酸化チタンゲル自体を、不純物除去のために、純水、イオン交換水、蒸留水などで水洗する（ステップＳ１３）。水酸化チタンゲルに純水、イオン交換水、又は蒸留水を加えて１００ｍｌ〜５００ｍｌとした水酸化チタン懸濁液を製造する（ステップＳ１４）。

つぎに、水酸化チタン懸濁液に３０重量％過酸化水素水を１０ｍｌ〜２０ｍｌ加えて攪拌してから（ステップＳ１５）、例えば２時間〜１５時間、６５℃〜４００℃の温度で加熱する（ステップＳ１６）。こうして、５ｎｍ〜３０ｎｍのアナターゼ結晶の酸化チタンを含む光触媒原液を得る。なお、この光触媒原液には、５ｎｍ以下の結晶化が不完全な酸化チタンも残存している。

この光触媒原液は、酸化チタンの長手方向の平均サイズが約１０ｎｍであった。酸化チタンの表面には、ペルオキソ基が修飾されることになる。このため、光触媒原液中では、ペルオキソ基の分極によって粒子間の電気的斥力が働き、酸化チタンが相互に反発しあうので凝集することない。なお、光触媒原液中におけるアンモニウムイオンなども上記分散に寄与している。このため、光触媒原液は、酸化チタンが均一に分散した液体となる。また、こうして製造した酸化チタンは、１個以上のＯＨ基を有することになる。

図３は、図２のステップＳ１において製造された光触媒原液を、透過型電子顕微鏡を介して撮影した図面代用写真である。図３に示すように、光触媒原液に含まれる酸化チタンの結晶粒子は、略鏃型をしている（以下、「鏃型酸化チタン」と称する。）。略鏃型となるのは、ステップＳ１４の加熱によって、酸化チタンの結晶がアモルファスからアナタース型結晶となったことを意味する。なお、酸化チタンは、略鏃型とするためには、アンモニウムイオン以外の不純物を極力少なくする必要がある。

もっとも、光触媒原液に含まれる鏃型酸化チタンの形状は制御可能であり、略鏃型以外にも、例えば、ステップＳ１４，Ｓ１５間に、光触媒原液に対してホウ素などを添加することによって、長手方向に沿った断面が、略四角形、略五角形、略八角形などの扁平な種々の幾何学形状とすることも可能である。本実施形態では、光触媒原液の酸化チタンの結晶粒子が、扁平形状であればよい。

すなわち、本明細書における「扁平形状」とは、面方向に相対的に広く、かつ、厚み方向の相対的に薄い形状の総称と定義する。面は平滑面のみでなく、多少の凹凸状、曲面状のものも含む。面の形状も限定されず、円、楕円、六角形、四角形等の多角形など何でもよい。扁平形状の光触媒粒子の大きさは、板面方向には、おおよそ３ｎｍ^２〜４０ｎｍ^２程度の範囲に収まり、平均では１０ｎｍ^２〜２０ｎｍ^２程度である。扁平形状の光触媒粒子の厚みは、おおよそ０．３ｎｍ〜５ｎｍ程度の範囲に収まり、平均では１ｎｍ〜３ｎｍ程度である。

化学式１は、図３に示す鏃型酸化チタンの化学構造式である。化学式１に示すように、図３に示す鏃型酸化チタンは、一対のチタン（Ｔｉ）が５つの酸素（Ｏ）を通じて結合されていて、かつ、各チタンは２つのＯＨ基と結合されている。

つぎに、光触媒原体を製造する（ステップＳ２）。

まず、酸化鉄及び酸化チタンが主成分であるイルメナイト鉱石と硫酸とを反応させることによって硫酸塩を製造する（ステップＳ２１）。つぎに、硫酸塩から不純物を除去する（ステップＳ２２）。その後、その硫酸塩を加水分解して（ステップＳ２３）、不溶性の白色含水酸化チタンを沈澱させる。この際、一つ以上のＯＨ基が形成される。

その後、これを中和洗浄し、乾燥又は焼成して、平均サイズが６ｎｍ程度で大きさにばらつきが少ない略球型となるまで微粒子化することによって、光触媒原体を得る。このように製造した酸化チタンは、１個以上のＯＨ基を有することになる。

なお、上記製造方法は、いわゆる硫酸法と称されている手法であるが、これに限定されず、塩素法、フッ酸法塩化チタンカリ法、四塩化チタン水溶液法、アルコキシド加水分解法など他の製造方法を用いてもよい。

また、可視光照射によって光触媒作用が得られるように、可視光域の吸収が可能なバンドギャップとすべく、酸化チタンに対する各種ドーパントの導入、酸化チタンの高温還元、酸化チタンに対するＸ線などの高エネルギー照射などを行う。

図４は、図２のステップＳ２において製造された光触媒原体を、透過型電子顕微鏡を介して撮影した図面代用写真である。図４に示すように、光触媒原体に含まれる酸化チタンの結晶粒子は、立体形状であるところの球型をしている（以下、「球型酸化チタン」と称する。）。

もっとも、球型酸化チタンの結晶粒子の形状は、制御可能であり、球型以外にも、例えば、断面が略楕円型、円型、角型、これらの折れ線型などの立体的な種々の形状とすることが可能である。本実施形態では、光触媒原体の酸化チタンの結晶粒子が、立体的な形状であればよい。

すなわち、本明細書における「立体形状」とは、「扁平形状」とは異なり、面方向と厚み方向との相対差が小さい形状の総称と定義する。

ここで、本実施形態では、鏃型酸化チタンの結晶粒子の平均サイズを、球型酸化チタンの結晶粒子の平均サイズ以上としている。こうすると、鏃型酸化チタンの隙間に、球型酸化チタンが入りこむことになり、しかも、後述するように両酸化チタンは相互に混合される。このため、光触媒含有液を被塗布体に対して塗布乾燥させた場合、光触媒の気孔率の低下が実現する。

つぎに、光触媒含有液を製造する（ステップＳ３）。

まず、ステップＳ１で製造した光触媒原液に対して、ステップＳ２で製造した光触媒原体を混ぜて（ステップＳ３１）、必要に応じて、この光触媒原液を攪拌して、鏃型酸化チタンと球型酸化チタンとを結合させる（ステップＳ３２）。この際、光触媒原液を加熱等する処理は不要であるであるし、攪拌スピード、攪拌時間などの攪拌条件は特段限定されるものではない。

ここで、既述のように、光触媒原液内の酸化チタンは、ペルオキソ基で修飾されているので、光触媒原液中で分散しているので、この状態を維持しながら光触媒原液に対して光触媒原体を添加するとよい。

このためには、ペルオキソ基の減少を回避する、又は、光触媒原液中における上記分散に寄与するアンモニウイオン濃度などの不純物の減少を回避するとよい。具体的には、ペルオキソチタン酸の濃度が例えば５ｗ％以下とならないようにする、又は、アンモニウムイオンなど不純物が例えば１００ｐｐｍ以下とならないようする。

また、既述のように、光触媒原液内の酸化チタンと光触媒原体の酸化チタンとの双方ともに、１個以上のＯＨ基を有している。このため、両酸化チタンは、互いのＯＨ基部分で水素結合がなされる。つまり、ＯＨ基が置換基となる。もっとも、置換基は、ＯＨ基に限定されるものではない点に留意されたい。

ところで、一般的な球型酸化チタンは非水系で製造され、鏃型酸化チタンは水系で製造されている。したがって、これらは、理論的には結合しない。そこで、本発明者は、これらを結合させるべく、例えばＯＨ基を含む球型酸化チタンを選択した。この結果、上記のように、球型酸化チタンと鏃型酸化チタンとを、ＯＨ基を通じて相互に結合することが可能となる。

図５は、図２のステップＳ３において製造された光触媒含有液を、透過型電子顕微鏡を介して撮影した図面代用写真である。球型酸化チタンの大半は、光触媒原液中の鏃型酸化チタンと結合される。なお、所要の振動等を光触媒原液に加えても、球型酸化チタンと鏃型酸化チタンとの分離は確認されなかった。

図６は、球型の光触媒粒子による光触媒膜表面の電子・正孔の再結合速度と、本実施形態の光触媒含有液を塗布乾燥させた光触媒膜表面の電子・正孔の再結合速度との測定結果を示すものである。この測定は、フェムト秒レーザーパルスの拡散反射スペクトル（ＰＰ−ＤＲＳ）法を採用している。図６の縦軸はΔオプティカルデンシティ、横軸は時間（ピコセコンド）を示している。

図６に示すように、球型の光触媒側では２０ピコセコンド経過時にほとんどの電子・正孔の再結合が完了している（ｂ）。一方、本実施形態に係る光触媒側では２０ピコセコンド経過時にも半分以上の電子・正孔の再結合が完了していない（ａ）。これは、本実施形態に係る光触媒側では、電子・正孔の再結合速度が遅いことを意味している。

図６に示す測定結果と以下の数式（１）とを用いて、電子濃度を算出した。

電子濃度＝時間ゼロでの電子濃度／１＋時刻ゼロでの電子濃度×電子・正孔の再結合の二次速度定数×時間＋ベースライン （１）

なお、球型の光触媒側の電子濃度は約１０×１０^１２ｃｍ^３／ｓ、本実施形態の光触媒側の電子濃度は約１×１０^１２ｃｍ^３／ｓであった。このように、約１０倍程度の電子濃度の相違が確認された。これは、実施形態に係る光触媒含有フィルタ１６の光触媒性が、球状の光触媒粒子しか用いていないフィルタの光触媒性に比して１０倍優れていることを意味する。

すなわち、電子と正孔との「再結合速度」が遅いことは、光触媒性が優れていることと同義である。「再結合速度」を決定するパラメータは、「B. Ohtani, S.-W. Zhang, S.-i. Nishimoto and T. Kagiya, J. Photochem. Photobiol.,A: Chem., 64, 223 (1992)」、「B. Ohtani and S.-i. Nishimoto, J. Phys. Chem., 97, 920 (1993)」に記載されているように、光触媒粒子の結晶性、及び、光触媒粒子の径（表面積）である。

アモルファス状態の光触媒の高結晶化を実現しようとする場合には、その阻害要因となる不純物をゼロに近くし、かつ、結晶化のための十分な時間を確保することが必要である。このため、本願発明の場合には、既述のように、不純物除去のために、純水、イオン交換水、蒸留水などで水洗し、例えば２時間〜１５時間、６５℃〜４００℃の温度で加熱している。すなわち、「扁平形状」の光触媒粒子を用いると、「再結合速度」に寄与する、光触媒の高結晶化を実現できる。

ここで、光触媒粒子の径が小さいほど光触媒粒子の表面積が大きくなり、その結果、光触媒粒子の表面に吸着可能な分子数が増加し、触媒活性が高くなる。その一方で、「J. Phys. Chem., 99,16655(1995)」に記載されているように、光触媒粒子の粒径が２ｎｍ以下になると、電子と正孔との対再結合が生じやすくなるので触媒活性が低下するとも言われている。

本実施形態の光触媒含有フィルタ１６は、その光触媒における「扁平形状」の光触媒粒子の大きさが５ｎｍ〜３０ｎｍとばらついている。ただし、この光触媒粒子には、５ｎｍ以下の結晶化が不完全なものもある。この結果、２ｎｍ以下の大きさの光触媒粒子、上記対再結合を生じさせて、触媒活性が低下する場合がある。

このデメリットは、「立体形状」の光触媒粒子を用いることで解消することができる。すなわち、「立体的形状」の光触媒粒子は、径の平均的な大きさが６ｎｍであり、しかも径の大きさのばらつきが少ない。このため、「立体形状」の光触媒粒子と「扁平形状」の光触媒粒子とが結合された光触媒粒子は、相対的に、２ｎｍ以下の大きさのものが少なくなる。すなわち、各々の径の大きさが６ｎｍの光触媒粒子を、５ｎｍ〜３０ｎｍの大きさの光触媒粒子とともに用いることで、対再結合の発生原因である２ｎｍ以下の大きさの光触媒粒子の割合を少なくし、デメリットを低下させている。

（比較例）
１．光触媒原液のみを基板に塗布して乾燥させた後に、当該基板表面を電子顕微鏡を用いて観察したところ、表面に付着した酸化チタンには、平均的に約６０％の気孔率が確認された。

２．球型酸化チタンを蒸留水に混ぜてから、基板に塗布して乾燥させた後に、当該基板表面を電子顕微鏡を用いて観察したところ、表面に付着した酸化チタンには、平均的に約７０％の気孔率が確認された。

３．本実施形態に係る光触媒含有液を基板に塗布して乾燥させた後に、当該基板表面を電子顕微鏡を用いて観察したところ、表面に付着した酸化チタンには、平均的に約３０％の気孔率が確認された。気孔率が５０％を超える部分は確認されなかった。

また、本実施形態に係る光触媒含有液を基板に塗布して乾燥させた光触媒膜での光触媒結晶の配向性が高いことが確認された。さらに、光触媒膜の強度が優れていることも確認できた。

なお、本実施形態に係る光触媒含有液内における、２種類の形状の酸化チタンの混合割合を、約３：７，約５：５，約７：３など種々変更しても、気孔率に大差はなかった。

ちなみに、光触媒含有液における球状の酸化チタンの含有割合が高まるに連れて、鑓状の酸化チタンと球状の酸化チタンとが結合状態にある酸化チタンが重くなり、これが光触媒含有液中に沈殿することになった。結局のところ、鑓状の酸化チタンと球状の酸化チタンとの割合は、約３：７乃至約７：３が好ましく、約５：５が最良であることがわかった。

なお、本実施形態では、主として、光触媒含有体として酸化チタン含有液を例に説明したが、液状に限定されず、ゲル状、ゾル状のものであってもよい。また、光触媒活性物質は、酸化チタン（ＴｉＯ_２）のみならず、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｃｕ_２Ｏ、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＷＯ_３、Ｆｅ_２ＴｉＯ_３、ＰｂＯ、Ｖ_２Ｏ_５、ＦｅＴｉＯ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_３、ＳｒＴｉＯ_３、ＺｎＯ、ＢａＴｉＯ_３、ＣａＴｉＯ_３、ＫＴａＯ_３、ＳｎＯ_２、ＺｒＯ_２、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＣｄＳｅ、ＧａＰ、ＣｄＳ、ＺｎＳなどとしてもよい。

（実施形態２）
図７は、本発明の実施形態２の光源装置１００の模式的な構成図である。なお、図７には、光触媒粒子を含む液体２２０の噴霧器２００も付記してある。

本実施形態の光源装置１００は、図７に示すように、発光素子収容部１０と電池収容部３０とが分離させている。これらは、電線８０Ａによって接続されている。これにより、発光素子収容部１０を軽量化及び小型化している。電線８０Ａは、電池収容部３０に収容されている電池と発光素子収容部１０に収容されているＬＥＤ２０とを電気的に接続するものである。電線８０Ａは、図１に示した紐部８０の役割も兼ねる。

なお、本実施形態の光源装置１００の場合には、発光素子収容部１０と電池収容部３０とのうち、少なくとも、発光素子収容部１０については、実施形態１と同様に光触媒粒子によって選択的にコーティングされている。もっとも、電池収容部３０及び電線８０Ａについても、それらの抗菌効果が得られるように、光触媒粒子によってコーティングすることが好ましい。

発光素子収容部１０には、例えば３×２のＬＥＤ２０が収容されている。具体的には、発光素子収容部１０は、発光素子収容部１０は、複数のＬＥＤ２０と、当該ＬＥＤ２０が搭載されている基板２０Ａとを備える。基板２０Ａは、電線８０Ａの一端を受ける電極部１２を備える。電極部１２は、正極電線の一端を受ける正極電極１４と、電線８０Ａの負極電線の一端を受ける負極電極１６とを含む。

発光素子収容部１０は、ＬＥＤ２０からの出射光を妨げないように、その筐体のＬＥＤ２０の出射側は、スケルトンタイプの素材（例えば、透光性のあるプラスチック）から構成されている。ＬＥＤ２０の出射側は、その高さをＬＥＤ２０の高さの例えば２倍〜４倍程度としていている。

これは、発光素子収容部１０の筐体とＬＥＤ２０との間に少なくとも数ｍｍ以上所要の間隔を設けるためである。こうすると、典型的には、ＬＥＤ２０の光の出射面を、ＬＥＤ光の照射対象である靴底等の所要の距離とすることができる、靴内全体的にＬＥＤ光を到達させられる。

さらに、ＬＥＤ２０の数、配列、更には、発光素子収容部１０の大きさ、形状についても、図７に示すものに限定されない。例えば、発光素子収容部１０の筺体全体をスケルトンタイプの素材として、ＬＥＤ２０を、それが搭載されている基板の両面に配列してもよい。

一方、電池収容部３０には、電池カバー４０に隣接して、ＬＥＤ２０のオン／オフを切り替える電源ボタン３２が設けられている。電源ボタン３２は、図示しない制御部に接続されていて、電池と電線８０Ａとの電気的接続の有無を切り替える。この制御部は、電池収容部３０における、電池の収容領域に隣接して配置されている。

また、電池収容部３０には、電源ボタン３２に隣接して、電線８０Ａの他端を受ける電極部３４が取り付けられている。電極部３４は、正極電線の他端を受ける正極電極３６と、電線８０Ａの負極電線の他端を受ける負極電極３８とを含む。

つぎに、図７に示す光源装置１００の使用例について説明する。まず、噴霧器２００を用いて、光触媒粒子を含む液体２２０を、靴内に適量分吹きかける。つぎに、電線８０Ａを持ちながら、発光素子収容部１０を、その靴内に入れていく。そして、発光素子収容部１０を、靴内の雑菌等が繁殖しやすい位置に載置する。

つぎに、光源装置１００の電源ボタン３２を押下することによって、光源装置１００をオンすると、ＬＥＤ２０から光が出射され、靴内に噴霧された光触媒粒子が励起される。この結果、光触媒粒子に触媒反応が生じ、靴内に繁殖する雑菌を消滅させることができる。

なお、靴内を簡易に殺菌しようとすると、本実施形態のように、電池を電源とした光源装置１００を用いるべきである。係る場合には、電池の寿命を長持ちさせるために、低消費電力で済むＬＥＤ２０を用いることは重要である。

以上説明した本発明の実施形態１，２に示す光源装置１００は、相互に、その一部を入れ替えたものも、本発明に含まれるものとする。すなわち、例えば、図１に示す発光素子収容部１０の形状又は素材が図７に示すタイプのものであってもよい。

また、ＬＥＤ２０等の数等が例示であることを既に説明したからも理解されるように、図１、図７に示した光源装置１００の構成例は一例であって、各部材のレイアウト、大きさ、位置、範囲などについては、図示されているものに限定されるものではない点に留意されたい。

なお、図７に示す発光素子収容部１０は、板付き蒲鉾のような形状とした例を示しているが、この形状に限定されるものではない。すなわち、例えば、図８に示すような直方体状、更には、立方体状或いは円柱状としてもよい。

本発明の実施形態１の光源装置１００の模式的な構成図である。 本実施形態に係る可視光線によって光触媒活性が得られる光触媒粒子を含む液体の製造工程の概要説明図である。 図２のステップＳ１において製造された光触媒原液を、透過型電子顕微鏡を介して撮影した図面代用写真である。 図２のステップＳ２において製造された光触媒原体を、透過型電子顕微鏡を介して撮影した図面代用写真である。 図２のステップＳ３において製造された光触媒含有液を、透過型電子顕微鏡を介して撮影した図面代用写真である。 球型の光触媒粒子による光触媒膜表面の電子・正孔の再結合速度と、本実施形態の光触媒含有液を塗布乾燥させた光触媒膜表面の電子・正孔の再結合速度との測定結果を示すものである。 本発明の実施形態２の光源装置１００の模式的な構成図である。 図７に示す光源装置１００の変形例の構成図である。

１０ 発光素子収容部
２０ ＬＥＤ
３０ 電池収容部
６０ ストラップ
１００ 光源装置

Claims (6)

1. 可視光線によって光触媒活性が得られる光触媒粒子を含む液体が噴霧された靴内に挿入される光源装置であって、
   光源装置本体の使用時に靴内を照明する発光素子が収容されている発光素子収容部と、
   前記発光素子用の電池が収容される電池収容部とを備え、
   前記発光素子収容部は、筐体が透光性を有する素材を含み、当該筐体と前記発光素子との間に所要の間隔を設けている光源装置。
2. 前記発光素子収容部と前記電池収容部とが、一体的に構成されている、請求項１記載の光源装置。
3. さらに、前記靴内から発光素子収容部を取り出す際に用いる紐部を有する、請求項１記載の光源装置。
4. 前記発光素子収容部と前記電池収容部とが、前記電池と前記発光素子とを電気的に接続する電線を通じて接続されている、請求項１記載の光源装置。
5. 前記光触媒粒子は、扁平形状の結晶粒子と前記扁平形状の結晶粒子に対して厚みがある立体形状の結晶粒子との結合物である、請求項１記載の光源装置。
6. 請求項１記載の光源装置と、前記靴内に可視光線によって光触媒活性が得られる光触媒溶液を噴霧する噴霧器とを備える靴内清浄システム。