JP2006305547A - 多孔質体複合材及びそれを用いたフィルタ - Google Patents
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Abstract
【課題】優れた光触媒活性を有する多孔質体複合材を提供する。比表面積が大きく、ガスや流体の内部通過が容易な多孔質体複合材を提供する。
【解決手段】本発明の多孔質体複合材１は、表面から裏面に連通する複数の気孔２ａを有する多孔質体２と、気孔２ａの内面を含む多孔質体２の全表面の９５〜１００％に成膜された二酸化チタン含有膜３とを備える。多孔質体２の全表面には孔径が１μｍ以下の気孔２ａの内面が含まれ、多孔質体の気孔率が５０％〜９８％であり、多孔質体２の通気度は０．２ｓｅｃ／１００ｍｌ以下であり、その坪量が０．１〜１０ｍｇ／ｃｍ2である。二酸化チタン含有膜３は大気開放型化学気相析出法によって成膜され、二酸化チタン含有膜３は二酸化チタンを９５％以上含む。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の多孔質体複合材１は、表面から裏面に連通する複数の気孔２ａを有する多孔質体２と、気孔２ａの内面を含む多孔質体２の全表面の９５〜１００％に成膜された二酸化チタン含有膜３とを備える。多孔質体２の全表面には孔径が１μｍ以下の気孔２ａの内面が含まれ、多孔質体の気孔率が５０％〜９８％であり、多孔質体２の通気度は０．２ｓｅｃ／１００ｍｌ以下であり、その坪量が０．１〜１０ｍｇ／ｃｍ2である。二酸化チタン含有膜３は大気開放型化学気相析出法によって成膜され、二酸化チタン含有膜３は二酸化チタンを９５％以上含む。
【選択図】図１
Description
本発明は、環境浄化、抗菌作用、防汚作用、超親水性作用、水素生成等の優れた特性を有する光触媒やフィルタに好適な多孔質体複合材及びそれを用いたフィルタに関するものである。
二酸化チタンに対して光を照射すると、表面に接触する物質の分解が促進されることが知られており、このような性質を有する二酸化チタンは、有害化学物質の分解及び除去、超親水性、水素生成等の優れた機能を有するため、環境浄化、省エネルギーや新エネルギー等への用途が期待され、環境、エネルギー及び経済においてバランスの取れた持続可能な社会構築に貢献する素材であると目されている。そして、基材表面に二酸化チタン膜を形成する方法としては、コーティング法が主として用いられている。
このコーティング法に関しては、例えば、チタンを含む水溶液と塩基性物質から作製した水酸化チタンゲルに過酸化水素水を作用させた後に８０〜２００℃にて加熱処理或いはオートクレープ中において加熱処理することによって得られたアナターゼからなる酸化チタン微粒子を分散した液体を、繊維加工品である紙、布、不織布等の通気性がありかつ可撓性がある薄板状基体に塗布或いは含浸させた後に、乾燥或いは気体の耐熱温度範囲で加熱処理してチタニア膜を担持してなる薄板状の光触媒フィルタを得ることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
このコーティング法に関しては、例えば、チタンを含む水溶液と塩基性物質から作製した水酸化チタンゲルに過酸化水素水を作用させた後に８０〜２００℃にて加熱処理或いはオートクレープ中において加熱処理することによって得られたアナターゼからなる酸化チタン微粒子を分散した液体を、繊維加工品である紙、布、不織布等の通気性がありかつ可撓性がある薄板状基体に塗布或いは含浸させた後に、乾燥或いは気体の耐熱温度範囲で加熱処理してチタニア膜を担持してなる薄板状の光触媒フィルタを得ることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
他のコーティング法に関する例としては、光触媒機能を有する無機物質層を有する金属繊維が呈示されている（例えば、特許文献２参照。）。この実施例には塩化チタンをアンモニア水で中和しオルトチタン酸とした後、過酸化水素と反応させて過酸化チタンゾルとし、これを金属繊維加工品にどぶ付けし加熱乾燥してなる二酸化チタンを担持した金属繊維が提案されている。このような液体コーティング法による市販の二酸化チタン光触媒膜は可視光領域の吸収がほとんどないため、ガラス等の透明部分へのコーティングに有効であるとされている。
特開２００３−３２２３７０号公報
特開２０００−１９９１７４号公報
しかし、液体コーティング法では、透明性を維持するため二酸化チタンの含有量が少ない塗料樹脂により二酸化チタンが被覆される等により光触媒活性の低減が否めなかった。従って、厚塗りする必要があり、これをフィルタとして用いる場合、圧力損失が大きく通気性を確保できない問題点があった。
また、従来の液体コーティング法では、主として二酸化チタンを含む液体に浸漬する液体ディップコーティングであるため、気孔率が５０〜９８％という多孔質体の気孔の内面、特に断面における直径が１μｍ以下の気孔の内部にまで厚さが５０〜５００ｎｍの薄膜コーティングをすることは非常に困難であった。
更に、二酸化チタンからなる微粒子を分散した液体を塗布等した後に乾燥等することにより得られる二酸化チタンは、８０〜２００℃の加熱処理であることから低結晶性であり、粒子形態を制御できず、膜厚が不均一という欠点があった。
本発明の目的は、優れた光触媒活性を有する多孔質体複合材及びそれを用いたフィルタを提供することにある。
本発明の別の目的は、比表面積が大きく、ガスや流体の内部通過が容易な多孔質体複合材及びそれを用いたフィルタを提供することにある。
また、従来の液体コーティング法では、主として二酸化チタンを含む液体に浸漬する液体ディップコーティングであるため、気孔率が５０〜９８％という多孔質体の気孔の内面、特に断面における直径が１μｍ以下の気孔の内部にまで厚さが５０〜５００ｎｍの薄膜コーティングをすることは非常に困難であった。
更に、二酸化チタンからなる微粒子を分散した液体を塗布等した後に乾燥等することにより得られる二酸化チタンは、８０〜２００℃の加熱処理であることから低結晶性であり、粒子形態を制御できず、膜厚が不均一という欠点があった。
本発明の目的は、優れた光触媒活性を有する多孔質体複合材及びそれを用いたフィルタを提供することにある。
本発明の別の目的は、比表面積が大きく、ガスや流体の内部通過が容易な多孔質体複合材及びそれを用いたフィルタを提供することにある。
請求項１に係る発明は、図１に示すように、表面から裏面に連通する複数の気孔２ａを有する多孔質体２と、気孔２ａの内面を含む多孔質体２の全表面の９５〜１００％に成膜された二酸化チタン含有膜３とを備えた多孔質体複合材である。
請求項１に係る発明では、多孔質体２における表層だけでなく気孔２ａの内部の二酸化チタン含有膜３も光触媒として機能するため、優れた光触媒活性が得られる。
請求項１に係る発明では、多孔質体２における表層だけでなく気孔２ａの内部の二酸化チタン含有膜３も光触媒として機能するため、優れた光触媒活性が得られる。
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、多孔質体２の全表面には、孔径が１μｍ以下の気孔２ａの内面を含むことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明であって、多孔質体の気孔率が５０％〜９８％であることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３いずれか１項に係る発明であって、多孔質体２の通気度が０．２ｓｅｃ／１００ｍｌ以下であることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項１ないし４いずれか１項に係る発明であって、多孔質体２が、発泡体又は繊維集合体のいずれかであることを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項１ないし５いずれか１項に係る発明であって、多孔質体２に成膜された二酸化チタン含有膜の坪量が０．１〜１０ｍｇ／ｃｍ2であることを特徴とする。
請求項７に係る発明は、請求項１ないし６いずれか１項に係る発明であって、多孔質体２がセラミック、ガラス、金属、プラスチック、有機繊維、不織布又は紙からなることを特徴とする。
この請求項２ないし請求項７に係る発明では、比表面積が大きく、ガスや流体の内部通過等を容易にすることができる。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明であって、多孔質体の気孔率が５０％〜９８％であることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３いずれか１項に係る発明であって、多孔質体２の通気度が０．２ｓｅｃ／１００ｍｌ以下であることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項１ないし４いずれか１項に係る発明であって、多孔質体２が、発泡体又は繊維集合体のいずれかであることを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項１ないし５いずれか１項に係る発明であって、多孔質体２に成膜された二酸化チタン含有膜の坪量が０．１〜１０ｍｇ／ｃｍ2であることを特徴とする。
請求項７に係る発明は、請求項１ないし６いずれか１項に係る発明であって、多孔質体２がセラミック、ガラス、金属、プラスチック、有機繊維、不織布又は紙からなることを特徴とする。
この請求項２ないし請求項７に係る発明では、比表面積が大きく、ガスや流体の内部通過等を容易にすることができる。
請求項８に係る発明は、請求項１ないし７いずれか１項に係る発明であって、二酸化チタン含有膜３が大気開放型化学気相析出法によって成膜されたことを特徴とする。
請求項９に係る発明は、請求項１ないし８いずれか１項に係る発明であって、二酸化チタン含有膜３は二酸化チタンを９３重量％以上含むことを特徴とする。
請求項１０に係る発明は、請求項１ないし８いずれか１項に係る発明であって、二酸化チタン含有膜３は３〜７重量％の炭素を含むことを特徴とする。
請求項１１に係る発明は、請求項１ないし１０いずれか１項に係る発明であって、二酸化チタン含有膜３の膜厚が５０〜５００ｎｍであることを特徴とする。
請求項１２に係る発明は、請求項１ないし１１いずれか１項に係る発明であって、二酸化チタン含有膜３の比表面積が１０〜１００ｍ2／ｇであることを特徴とする。
請求項１３に係る発明は、請求項１ないし１２いずれか１項に係る発明であって、二酸化チタン含有膜３の剥離強度が鉛筆硬度Ｂ〜６Ｈであることを特徴とする。
この請求項８ないし請求項１３に係る発明では、更に優れた光触媒活性が得られる。
請求項１４に係る発明は、請求項１ないし１３いずれか１項に記載の多孔質体複合材を用いたフィルタである。
請求項９に係る発明は、請求項１ないし８いずれか１項に係る発明であって、二酸化チタン含有膜３は二酸化チタンを９３重量％以上含むことを特徴とする。
請求項１０に係る発明は、請求項１ないし８いずれか１項に係る発明であって、二酸化チタン含有膜３は３〜７重量％の炭素を含むことを特徴とする。
請求項１１に係る発明は、請求項１ないし１０いずれか１項に係る発明であって、二酸化チタン含有膜３の膜厚が５０〜５００ｎｍであることを特徴とする。
請求項１２に係る発明は、請求項１ないし１１いずれか１項に係る発明であって、二酸化チタン含有膜３の比表面積が１０〜１００ｍ2／ｇであることを特徴とする。
請求項１３に係る発明は、請求項１ないし１２いずれか１項に係る発明であって、二酸化チタン含有膜３の剥離強度が鉛筆硬度Ｂ〜６Ｈであることを特徴とする。
この請求項８ないし請求項１３に係る発明では、更に優れた光触媒活性が得られる。
請求項１４に係る発明は、請求項１ないし１３いずれか１項に記載の多孔質体複合材を用いたフィルタである。
本発明の多孔質体複合材では、表面から裏面に連通する複数の気孔を有する多孔質体と、気孔の内面を含む多孔質体の全表面の９５〜１００％に成膜された二酸化チタン含有膜とを備えるので、多孔質体における表層だけでなく気孔の内部の二酸化チタン含有膜も光触媒として機能するため、優れた光触媒活性が得られる。ここで、多孔質体の気孔率を５０％〜９８％にし、その通気度を０．２ｓｅｃ／１００ｍｌ以下にし、その坪量を０．１〜１０ｍｇ／ｃｍ2にすれば、比表面積が大きく、ガスや流体の内部通過等を容易にすることができる。また、二酸化チタン含有膜を大気開放型化学気相析出法によって成膜し、その二酸化チタン含有膜に二酸化チタンを９３重量％以上含ませるか或いは３〜７重量％の炭素を含ませ、その膜厚を５０〜５００ｎｍにし、その比表面積を１０〜１００ｍ2／ｇにすれば、更に優れた光触媒活性が得られる。
次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の多孔質体複合材１は、図１に示すように、表面から裏面に連通する複数の気孔２ａを有する多孔質体２と、その気孔２ａの内面を含む多孔質体２の全表面の９５〜１００％に成膜された二酸化チタン含有膜３とを備える。多孔質体複合材１では、その表層だけでなく気孔２ａの内面を含む多孔質体２の全表面の９５〜１００％、好ましくは９８〜１００％に二酸化チタン含有膜３が成膜され、気孔２ａの内面における二酸化チタン含有膜３も光触媒として機能するため、優れた光触媒活性が得られる。このため、光触媒フィルタとして用いる際に小面積で優れた光触媒活性効果が発揮でき、除臭、除菌、防汚、耐シックハウス症効果などを期待できる。二酸化チタン含有膜３が多孔質体２の全表面の９５％未満であると光触媒反応に有効な二酸化チタン量が少なくなり光触媒活性が不十分となるため不適切である。また、多孔質体２の表面にバインダーを使用することなく二酸化チタン含有膜３を成膜することによりその触媒活性を向上させることができる。バインダーを使用すると二酸化チタンがバインダーに被覆され光触媒活性が低下するからである。また、表面から裏面に連通する複数の気孔２ａを有する多孔質体２に二酸化チタン含有膜３を成膜することにより比表面積が大きく、ガスや流体の内部通過が容易なフィルタを得ることができる。
本発明の多孔質体複合材１は、図１に示すように、表面から裏面に連通する複数の気孔２ａを有する多孔質体２と、その気孔２ａの内面を含む多孔質体２の全表面の９５〜１００％に成膜された二酸化チタン含有膜３とを備える。多孔質体複合材１では、その表層だけでなく気孔２ａの内面を含む多孔質体２の全表面の９５〜１００％、好ましくは９８〜１００％に二酸化チタン含有膜３が成膜され、気孔２ａの内面における二酸化チタン含有膜３も光触媒として機能するため、優れた光触媒活性が得られる。このため、光触媒フィルタとして用いる際に小面積で優れた光触媒活性効果が発揮でき、除臭、除菌、防汚、耐シックハウス症効果などを期待できる。二酸化チタン含有膜３が多孔質体２の全表面の９５％未満であると光触媒反応に有効な二酸化チタン量が少なくなり光触媒活性が不十分となるため不適切である。また、多孔質体２の表面にバインダーを使用することなく二酸化チタン含有膜３を成膜することによりその触媒活性を向上させることができる。バインダーを使用すると二酸化チタンがバインダーに被覆され光触媒活性が低下するからである。また、表面から裏面に連通する複数の気孔２ａを有する多孔質体２に二酸化チタン含有膜３を成膜することにより比表面積が大きく、ガスや流体の内部通過が容易なフィルタを得ることができる。
ここで、多孔質体２の気孔率は５０％〜９８％であることが好ましい。上記範囲内であると、多孔質体２の表層に多くの連続気孔２ａを有する構造をとり、表面に露出する光触媒活性点が多いため、十分な光触媒活性が得られるためであり、特に比表面積が大きく、ガスや流体の内部通過が容易であり、優れた諸特性を有する。このうち特に好ましい気孔率は７０％〜９５％である。気孔率５０％未満では比表面積が小さくなるため、十分な光触媒活性が得られない。また、空気清浄機又はエアコン用フィルタとして使用する場合、通気性に欠ける。気孔率９８％を越えると機械的強度が弱くなり、フィルタ基材としての発泡形状又は繊維形状の骨格を強度的に維持できない。
また、多孔質体２の通気度は０．２ｓｅｃ／１００ｍｌ以下であることが好ましく、０．１ｓｅｃ／１００ｍｌ以下であることが更に好ましい。多孔質体２の通気度が０．２ｓｅｃ／１００ｍｌを越えると通気性が不十分のため空気清浄機又はエアコン用光触媒フィルタとして使用できない。
また、多孔質体２の通気度は０．２ｓｅｃ／１００ｍｌ以下であることが好ましく、０．１ｓｅｃ／１００ｍｌ以下であることが更に好ましい。多孔質体２の通気度が０．２ｓｅｃ／１００ｍｌを越えると通気性が不十分のため空気清浄機又はエアコン用光触媒フィルタとして使用できない。
また、多孔質体２は、発泡体又は繊維集合体のいずれかであり、そしてセラミック、ガラス、金属、プラスチック、有機繊維、不織布又は紙からなることが好ましい。多孔質体２が発泡体である場合には、その発泡体はセラミック、ガラス、金属又はプラスチックからなるものが好ましい。セラミック発泡体としては発泡アルミナ、発泡マグネシア、発泡ジルコニアが例示され、ガラス発泡体としては泡ガラスや半融ガラスが例示される。また、金属発泡体としては発泡ニッケル、発泡銅、発泡ステンレスが例示され、プラスチック発泡体としては発泡ポリスチレン、発泡ポリウレタン、発泡ポリエチレンが例示される。
多孔質体２が繊維集合体である場合、その繊維集合体はセラミックウール、グラスウール、有機繊維、不織布、紙であることが好ましい。そして、繊維集合体を構成する繊維は金属繊維よりも他繊維（セラミックウール、グラスウール、有機繊維、不織布、紙）の方が錆びにくく耐腐食性に優れ、耐久性が良いので好ましい。また、繊維状のものであれば金属よりガラス又は有機系の方が比較的安価であるので好ましい。
多孔質体２が繊維集合体である場合、その繊維集合体はセラミックウール、グラスウール、有機繊維、不織布、紙であることが好ましい。そして、繊維集合体を構成する繊維は金属繊維よりも他繊維（セラミックウール、グラスウール、有機繊維、不織布、紙）の方が錆びにくく耐腐食性に優れ、耐久性が良いので好ましい。また、繊維状のものであれば金属よりガラス又は有機系の方が比較的安価であるので好ましい。
多孔質体２が繊維集合体であればその繊維集合体の坪量は０．１〜１０ｍｇ／ｃｍ2であることが好ましい。繊維集合体に成膜された二酸化チタンの坪量が０．１ｍｇ／ｃｍ2未満であると二酸化チタンの担持量が少な過ぎ十分な光触媒活性が得られない。二酸化チタンの坪量が１０ｍｇ／ｃｍ2を越えると光触媒活性は十分であるが、膜の剥離強度が弱くなり膜が剥がれ落ちるという不具合が生じ、また、目詰まりを起こし通気性が十分確保できなくなる。繊維集合体の坪量の更に好ましい範囲は１〜５ｍｇ／ｃｍ2である。
一方、二酸化チタン含有膜３は、大気開放型化学気相析出法によって成膜されることが好ましい。大気開放型化学気相析出法とは、大気開放下にて原料ガスを成膜対象基材表面に吹付けて、化学気相析出（Chemical Vapor Deposition）法により対象基材表面上に金属酸化物等の薄膜を成膜する方法である。この大気開放型化学気相析出法では、その成膜速度が非常に速く、厚膜のみならず厚さが１μｍ未満の薄膜も作製可能であり、更に大面積や複雑形状表面への成膜が容易である。従って、多孔質体２の全表面には、孔径が１μｍ以下の気孔２ａの内面が含まれる。そして、この大気開放型化学気相析出法では、装置自体が比較的安価で、保守管理も簡単である等の様々な特徴を有する。このため、二酸化チタン含有膜３を大気開放型化学気相析出法によって成膜することにより、多孔質体２の断面が直径１μｍ以下の気孔２ａ内部まで全面に均一に成膜可能である。また、粒子形態制御ができ、かつ従来の液体コーティング法では均一成膜が難しかった膜厚５０〜５００ｎｍ成膜の極薄膜まで均一成膜が可能になる。
一方、二酸化チタン含有膜３は、大気開放型化学気相析出法によって成膜されることが好ましい。大気開放型化学気相析出法とは、大気開放下にて原料ガスを成膜対象基材表面に吹付けて、化学気相析出（Chemical Vapor Deposition）法により対象基材表面上に金属酸化物等の薄膜を成膜する方法である。この大気開放型化学気相析出法では、その成膜速度が非常に速く、厚膜のみならず厚さが１μｍ未満の薄膜も作製可能であり、更に大面積や複雑形状表面への成膜が容易である。従って、多孔質体２の全表面には、孔径が１μｍ以下の気孔２ａの内面が含まれる。そして、この大気開放型化学気相析出法では、装置自体が比較的安価で、保守管理も簡単である等の様々な特徴を有する。このため、二酸化チタン含有膜３を大気開放型化学気相析出法によって成膜することにより、多孔質体２の断面が直径１μｍ以下の気孔２ａ内部まで全面に均一に成膜可能である。また、粒子形態制御ができ、かつ従来の液体コーティング法では均一成膜が難しかった膜厚５０〜５００ｎｍ成膜の極薄膜まで均一成膜が可能になる。
この二酸化チタン含有膜３は二酸化チタンを９３重量％以上含むことが好ましく、更に９８重量％以上含むことが好ましい。特に、大気開放型化学気相析出法による二酸化チタン含有膜３は１００％の二酸化チタンからなるために好ましい。この二酸化チタンを９３重量％以上含む二酸化チタン含有膜３では、塗料樹脂を含まないため二酸化チタン含有膜３の表面が被覆されずに、かつ加熱成膜のため結晶性に優れる等の特長により、著しい光触媒活性を示すことになる。ここで、二酸化チタン含有膜３に含まれる二酸化チタンが９３重量％未満であると、十分な紫外光下における光触媒活性を得ることが困難になる。
また、この二酸化チタン含有膜３は３〜７重量％の炭素を含むものであっても良い。二酸化チタン含有膜３が３〜７重量％の炭素を含むと、紫外光下のみならず、可視光下における光触媒活性も十分に発揮される。従って、炭素を含む二酸化チタン含有膜３を備えた多孔質体複合材は、室内用途にも適応可能である。ここで二酸化チタン含有膜３の炭素ドープ量を３〜７重量％に規定したのは、３重量％未満では炭素ドープ量不足で、二酸化チタンの紫外可視吸収スペクトルにおける可視光吸収帯の広がりが不十分となって、満足する可視光下での光触媒活性が得られないためであり、７重量％を越えると炭素ドープ量が過剰で、可視光下での光触媒活性は得られるものの、過剰な炭素ドープによる二酸化チタンの結晶性の低下が著しく、光触媒活性における全体の量子効率等が却って低減してしまう問題が生じるためである。
その二酸化チタン含有膜３の膜厚は５０〜５００ｎｍであることが好ましい。二酸化チタン含有膜３の膜厚を上記範囲内に規定したのは、二酸化チタン含有膜３の膜厚が５０ｎｍ未満では十分な光触媒活性が得られない。二酸化チタン含有膜３の膜厚が５００ｎｍを越えると十分な光触媒活性が得られるが、膜の剥離強度が弱くなるからである。また、不必要に厚塗りすることは生産効率及びコスト的にも不利である。光触媒は表面反応であるため、一定膜厚以上があれば表面反応は維持されるため、膜厚にどこまでも比例して光触媒活性が向上するものではない。だから一定膜厚が保持されれば十分だからである。二酸化チタン含有膜３の更に好ましい膜厚は７０〜１００ｎｍである。
また、二酸化チタン含有膜３の比表面積は１０〜１００ｍ2／ｇであることが好ましい。二酸化チタン含有膜３の比表面積が１０ｍ 2／ｇ未満であると光触媒反応に有効な活性サイトを有する膜表面積が少なすぎて十分な光触媒活性が得られない。二酸化チタン含有膜３の比表面積が１００ｍ 2／ｇを越えると十分な光触媒活性が得られるが、多孔性が増すため膜の剥離強度が弱くなる。このうち特に好ましい比表面積は、５０〜８０ｍ2／ｇの範囲内である。
更に、二酸化チタン含有膜３の剥離強度は鉛筆硬度Ｂ〜６Ｈであることが好ましい。二酸化チタン含有膜３の剥離強度が鉛筆硬度Ｂより柔らかいと膜の剥離強度が弱すぎて膜の傷や剥離が起こりやすくなるからである。
更に、二酸化チタン含有膜３の剥離強度は鉛筆硬度Ｂ〜６Ｈであることが好ましい。二酸化チタン含有膜３の剥離強度が鉛筆硬度Ｂより柔らかいと膜の剥離強度が弱すぎて膜の傷や剥離が起こりやすくなるからである。
次に本発明の多孔質体複合材１の製造方法について説明する。
本発明の多孔質体複合材１は、表面から裏面に連通する複数の気孔２ａを有する多孔質体２を準備し、この多孔質体２の全表面の９５〜１００％に二酸化チタン含有膜３を成膜することにより得られる。その成膜方法は特に限定されず、例えば図２に示すような大気開放型化学気相析出法による大気開放型化学気相析出装置を用いることができる。大気開放型化学気相析出法とは、大気開放下にて原料ガスを成膜対象基材表面に吹付けて、化学気相析出（Chemical Vapor Deposition）法により対象基材表面上に金属酸化物等の薄膜を成膜する方法である。
本発明の多孔質体複合材１は、表面から裏面に連通する複数の気孔２ａを有する多孔質体２を準備し、この多孔質体２の全表面の９５〜１００％に二酸化チタン含有膜３を成膜することにより得られる。その成膜方法は特に限定されず、例えば図２に示すような大気開放型化学気相析出法による大気開放型化学気相析出装置を用いることができる。大気開放型化学気相析出法とは、大気開放下にて原料ガスを成膜対象基材表面に吹付けて、化学気相析出（Chemical Vapor Deposition）法により対象基材表面上に金属酸化物等の薄膜を成膜する方法である。
図２に示すように、大気開放型化学気相析出装置１０は、内部にチタン含有原料を載せる試料ボード１１ａが設置可能な原料気化器１１と、原料気化ガスを多孔質体２に向かって噴出する噴出ノズル１３と、一方が気化器１１の側部に接続され他方が噴出ノズル１３頂部に接続された配管１４と、気化器１１で気化した原料気化ガスを配管１４を介して噴出ノズル１３へと運ぶキャリアガスの流量調節器１６と、多孔質体２を保持し、かつ水平方向に可動可能な加熱台１７とをそれぞれ備える。加熱台１７の内部にはヒータ１７ａが設けられ、加熱台１７に保持した多孔質体２を加熱する。また、多孔質体２の内表面へ原料気化ガスを供給し易くするため、加熱台１７と多孔質体２との間にはスペーサ１７ｂ等を配置してもよい。
大気開放型化学気相析出法で用いるチタン含有原料としては、原料を気化させ大気に放出した際に、大気中の酸素或いは水分等と反応して二酸化チタン或いは炭素ドープ二酸化チタンを形成するものであれば特に限定されない。具体的には、チタンテトライソプロポキシド（Ｔｉ(i-Ｃ3Ｈ7Ｏ)4；以下、ＴＴＩＰという。）、チタンＤＰＭ（dipivaloylmethane）錯体、チタンＤＭＨＤ（２，６−ジメチル−３，５−ヘプタンジオン）錯体等が挙げられる。このうちＴＴＩＰは炭素ドープ二酸化チタンの炭素ドープ量を制御し易い。炭素ドープ二酸化チタンの炭素ドープ量を制御するために、ＴＴＩＰやチタンＤＰＭ錯体のチタン含有原料が７０重量％以上の割合で含むように有機溶媒に溶解して溶液原料を調製し、この溶液原料を用いて成膜しても良い。溶液原料に使用する有機溶媒としてはイソプロピルアルコール、ヘキサン、シクロヘキサンが挙げられる。
多孔質体２としては前述した通りであり、その多孔質体２として使用される代表的な形状としては平板状が挙げられるが、凹凸を有する形状や波形状、円筒状などの複雑な形状についても使用することができる。また、円柱状なども使用することができる。キャリアガスとしては、加熱下で使用するチタン含有原料と反応しない媒体であれば特に限定されない。具体的には、Ｎ2ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガス、乾燥空気等が挙げられる。なお、図２において符号１８はキャリアガス供給源、符号１９は原料気化器１１、噴出ノズル１３、加熱台１７等を覆う防護チャンバ、符号２１は開閉可能なチャンバ扉、符号２２はチャンバ扉２１の開閉を担うインターロックスイッチをそれぞれ示す。
この装置１０では、先ず、チャンバ１９内の加熱台１７上にスペーサ１７ｂを介して気孔率が５０％〜９８％の多孔質体２を配置する。続いて所定量に量り取ったチタン含有原料を載せた試料ボード１１ａを原料気化器１１内に設置する。次いで、原料気化器１１内部、配管１４、噴出ノズル１３及び加熱台１７をそれぞれ所望の温度に加熱し、原料気化器１１内部のチタン含有原料を気化させる。次に、流量調節器１６により流量を調節しながらキャリアガス供給源１８からキャリアガスを原料気化器１１に導入する。原料気化ガスは原料気化器１１から配管１４を介して噴出ノズル１３に搬送される。原料気化ガスは、噴出ノズル１３底部に設けられた開口部から多孔質体２表面に向かって噴出され、多孔質体２表面近傍の大気中に含まれる水分と反応して二酸化チタン或いは炭素ドープ二酸化チタンが多孔質体２の内表面も含めた全面に成膜される。
ここで、原料気化ガスの濃度を２×１０-6〜１．６×１０-5ｍｏｌ／Ｌ、供給量を１〜８Ｌ／ｍｉｎとすることで炭素ドープ二酸化チタンの炭素ドープ量を所望のドープ量に制御することができる。また、加熱台１７の温度を制御することで多孔質体２の表面温度を３５０〜７００℃とすることによっても炭素ドープ二酸化チタンの炭素ドープ量を所望のドープ量に制御することができる。多孔質体２の表面温度が３５０℃未満では加熱が不十分となって７重量％を越える炭素が含有された炭素ドープ二酸化チタンが形成され、過剰な炭素ドープによって二酸化チタンの結晶性が著しく低下し、実用に耐えられる光触媒活性が得られなくなる。また多孔質体２の表面温度が７００℃を越えるとアナターゼ型二酸化チタンの含有量が低下する。
加熱台１７を所定の速度で水平方向に駆動させることにより、噴出ノズル１３から噴出された原料気化ガスが多孔質体２表面に均一に吹き付けられ、二酸化チタン或いは炭素ドープ二酸化チタンが均一に成膜される。二酸化チタン或いは炭素ドープ二酸化チタンの成膜時間等は多孔質体２の形状によって異なるが、例えば、多孔質体２の形状が３０ｍｍ×３０ｍｍ×１．５ｍｍ程度であれば、３μｍ／ｈｒ程度の成膜速度で１０分以内成膜することにより、本発明の多孔質光触媒に好適な二酸化チタン含有膜３が得られる。このようにして大気開放型化学気相析出装置により成膜される二酸化チタン或いは炭素ドープ二酸化チタンの結晶構造はその大部分又は全部がアナターゼ型となる。
このようにして得られた本発明の多孔質体複合材１は、多孔質体２の表層だけでなく気孔２ａの内部の二酸化チタン或いは炭素ドープ二酸化チタンも光触媒として機能するため、優れた光触媒活性が得られる。多孔質体２の気孔率を変動させることによって多孔質体２の気孔率制御を容易に行うことができる。また、多孔質体２の有する気孔２ａに入り込んで二酸化チタン含有膜３を形成するため、得られる多孔質体複合材１はガスや流体の内部通過が容易な構造をとる。
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
＜実施例１＞
大気開放型化学気相析出装置１０の気化器１１にチタンテトライソプロピレート１２ｇを充填し、気化温度８０℃にて加熱し原料揮発ガス体とした。この原料揮発ガス体を窒素キャリアガスにて４Ｌ／ｍｉｎの流速にて噴出ノズル１３に供給した。
他方、厚さ０．５ｍｍ、一辺３０ｍｍの正方形で、かつ直径１μｍ以下の細孔を含めた気孔率が９６％のＮｉ発泡体を多孔質体２として加熱台１７にて４００℃にて加熱した。加熱台１７を左右に６ｃｍの振幅で４０ｍｍ／ｍｉｎの速度にて往復運動させた。この状態で加熱台１７の上部に設置したノズル１３から４Ｌ／ｍｉｎの流速にてチタンテトライソプロピレート原料揮発ガスを６ｍｉｎ噴霧し、熱分解により多孔質体２であるＮｉ発泡体の全表面に膜厚３００ｎｍ、純度９９．９％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜して多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例１とした。
この実施例１における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ９０ｍ2／ｇであり、通気度は０．０５ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は６．２ｇ／ｃｍ2であった。Ｎｉ発泡体と同じ材質のＮｉ板に上記と同条件で二酸化チタンを成膜し、剥離強度を測定したところ、鉛筆硬度でＨＢであった。
＜実施例１＞
大気開放型化学気相析出装置１０の気化器１１にチタンテトライソプロピレート１２ｇを充填し、気化温度８０℃にて加熱し原料揮発ガス体とした。この原料揮発ガス体を窒素キャリアガスにて４Ｌ／ｍｉｎの流速にて噴出ノズル１３に供給した。
他方、厚さ０．５ｍｍ、一辺３０ｍｍの正方形で、かつ直径１μｍ以下の細孔を含めた気孔率が９６％のＮｉ発泡体を多孔質体２として加熱台１７にて４００℃にて加熱した。加熱台１７を左右に６ｃｍの振幅で４０ｍｍ／ｍｉｎの速度にて往復運動させた。この状態で加熱台１７の上部に設置したノズル１３から４Ｌ／ｍｉｎの流速にてチタンテトライソプロピレート原料揮発ガスを６ｍｉｎ噴霧し、熱分解により多孔質体２であるＮｉ発泡体の全表面に膜厚３００ｎｍ、純度９９．９％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜して多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例１とした。
この実施例１における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ９０ｍ2／ｇであり、通気度は０．０５ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は６．２ｇ／ｃｍ2であった。Ｎｉ発泡体と同じ材質のＮｉ板に上記と同条件で二酸化チタンを成膜し、剥離強度を測定したところ、鉛筆硬度でＨＢであった。
＜実施例２＞
多孔質体２であるＮｉ発泡体の全表面積の５％にシリコンウェーハ片からなるマスキングを施した後、実施例１と同一の条件及び手順でそのＮｉ発泡体に二酸化チタン含有膜３を成膜し、多孔質体の全表面の９５％に二酸化チタン含有膜が成膜された多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例２とした。
この実施例２における多孔質体複合材１の比表面積、通気度、二酸化チタンの坪量及びその剥離強度を測定したところ、その坪量が５．６ｇ／ｃｍ2であったことを除き、その他は実施例１と同一であった。
多孔質体２であるＮｉ発泡体の全表面積の５％にシリコンウェーハ片からなるマスキングを施した後、実施例１と同一の条件及び手順でそのＮｉ発泡体に二酸化チタン含有膜３を成膜し、多孔質体の全表面の９５％に二酸化チタン含有膜が成膜された多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例２とした。
この実施例２における多孔質体複合材１の比表面積、通気度、二酸化チタンの坪量及びその剥離強度を測定したところ、その坪量が５．６ｇ／ｃｍ2であったことを除き、その他は実施例１と同一であった。
＜比較例１＞
多孔質体２であるＮｉ発泡体の全表面積の１０％にシリコンウェーハ片からなるマスキングを施した後、実施例１と同一の条件及び手順でそのＮｉ発泡体に二酸化チタン含有膜３を成膜し、多孔質体の全表面の９０％に二酸化チタン含有膜が成膜された多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を比較例１とした。
この比較例１における多孔質体複合材１の比表面積、通気度、二酸化チタンの坪量及びその剥離強度を測定したところ、その坪量が５．１ｇ／ｃｍ2であったことを除き、その他は、実施例１と同一であった。
多孔質体２であるＮｉ発泡体の全表面積の１０％にシリコンウェーハ片からなるマスキングを施した後、実施例１と同一の条件及び手順でそのＮｉ発泡体に二酸化チタン含有膜３を成膜し、多孔質体の全表面の９０％に二酸化チタン含有膜が成膜された多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を比較例１とした。
この比較例１における多孔質体複合材１の比表面積、通気度、二酸化チタンの坪量及びその剥離強度を測定したところ、その坪量が５．１ｇ／ｃｍ2であったことを除き、その他は、実施例１と同一であった。
＜実施例３＞
多孔質体２として、厚さ０．５ｍｍ、一辺３０ｍｍの正方形で、かつ直径１μｍ以下の細孔を含めた気孔率が９５％のＮｉ発泡体を用いたことを除き、実施例１と同一の条件及び手順でそのＮｉ発泡体の全表面に膜厚３００ｎｍ、純度９９．９％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜し、多孔質体の全表面に二酸化チタン含有膜が成膜された多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例３とした。
この実施例３における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ８０ｍ2／ｇであり、通気度は０．０６ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は５．４ｇ／ｃｍ2であり、その剥離強度を測定したところ、鉛筆硬度でＨＢであった。
多孔質体２として、厚さ０．５ｍｍ、一辺３０ｍｍの正方形で、かつ直径１μｍ以下の細孔を含めた気孔率が９５％のＮｉ発泡体を用いたことを除き、実施例１と同一の条件及び手順でそのＮｉ発泡体の全表面に膜厚３００ｎｍ、純度９９．９％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜し、多孔質体の全表面に二酸化チタン含有膜が成膜された多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例３とした。
この実施例３における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ８０ｍ2／ｇであり、通気度は０．０６ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は５．４ｇ／ｃｍ2であり、その剥離強度を測定したところ、鉛筆硬度でＨＢであった。
＜実施例４＞
多孔質体２として、厚さ０．５ｍｍ、一辺３０ｍｍの正方形で、かつ直径１μｍ以下の細孔を含めた気孔率が７０％のＮｉ発泡体を用いたことを除き、実施例１と同一の条件及び手順でそのＮｉ発泡体の全表面に膜厚３００ｎｍ、純度９９．９％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜し、多孔質体の全表面に二酸化チタン含有膜が成膜された多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例４とした。
この実施例４における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ５０ｍ2／ｇであり、通気度は０．１２ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は３．７ｇ／ｃｍ2であり、その剥離強度を測定したところ、鉛筆硬度でＨＢであった。
多孔質体２として、厚さ０．５ｍｍ、一辺３０ｍｍの正方形で、かつ直径１μｍ以下の細孔を含めた気孔率が７０％のＮｉ発泡体を用いたことを除き、実施例１と同一の条件及び手順でそのＮｉ発泡体の全表面に膜厚３００ｎｍ、純度９９．９％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜し、多孔質体の全表面に二酸化チタン含有膜が成膜された多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例４とした。
この実施例４における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ５０ｍ2／ｇであり、通気度は０．１２ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は３．７ｇ／ｃｍ2であり、その剥離強度を測定したところ、鉛筆硬度でＨＢであった。
＜実施例５＞
多孔質体２として、厚さ０．５ｍｍ、一辺３０ｍｍの正方形で、かつ直径１μｍ以下の細孔を含めた気孔率が５０％のＮｉ発泡体を用いたことを除き、実施例１と同一の条件及び手順でそのＮｉ発泡体の全表面に膜厚３００ｎｍ、純度９９．９％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜し、多孔質体の全表面に二酸化チタン含有膜が成膜された多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例５とした。
この実施例５における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ２０ｍ2／ｇであり、通気度は０．２０ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は０．５ｇ／ｃｍ2であり、その剥離強度を測定したところ、鉛筆硬度でＨＢであった。
多孔質体２として、厚さ０．５ｍｍ、一辺３０ｍｍの正方形で、かつ直径１μｍ以下の細孔を含めた気孔率が５０％のＮｉ発泡体を用いたことを除き、実施例１と同一の条件及び手順でそのＮｉ発泡体の全表面に膜厚３００ｎｍ、純度９９．９％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜し、多孔質体の全表面に二酸化チタン含有膜が成膜された多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例５とした。
この実施例５における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ２０ｍ2／ｇであり、通気度は０．２０ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は０．５ｇ／ｃｍ2であり、その剥離強度を測定したところ、鉛筆硬度でＨＢであった。
＜比較例２＞
多孔質体２として、厚さ０．５ｍｍ、一辺３０ｍｍの正方形で、かつ直径１μｍ以下の細孔を含めた気孔率が４５％のＮｉ発泡体を用いたことを除き、実施例１と同一の条件及び手順でそのＮｉ発泡体の全表面に膜厚３００ｎｍ、純度９９．９％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜し、多孔質体の全表面に二酸化チタン含有膜が成膜された多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を比較例２とした。
この比較例２における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ５ｍ2／ｇであり、通気度は０．２６ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は０．０５ｇ／ｃｍ2であり、その剥離強度を測定したところ、鉛筆硬度でＨＢであった。
多孔質体２として、厚さ０．５ｍｍ、一辺３０ｍｍの正方形で、かつ直径１μｍ以下の細孔を含めた気孔率が４５％のＮｉ発泡体を用いたことを除き、実施例１と同一の条件及び手順でそのＮｉ発泡体の全表面に膜厚３００ｎｍ、純度９９．９％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜し、多孔質体の全表面に二酸化チタン含有膜が成膜された多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を比較例２とした。
この比較例２における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ５ｍ2／ｇであり、通気度は０．２６ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は０．０５ｇ／ｃｍ2であり、その剥離強度を測定したところ、鉛筆硬度でＨＢであった。
＜実施例６＞
大気開放型化学気相析出装置１０の気化器１１にチタンテトライソプロピレートを１２ｇを充填し、気化温度８０℃にて原料揮発ガス体とし、多孔質体２であるＮｉ発泡体を加熱台にて３５０℃にて加熱し、全表面に純度９５．８％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜したことを除き、実施例１と同一の条件及び手順により多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例６とした。
この実施例６における多孔質体複合材１の比表面積、通気度、二酸化チタンの坪量及びその剥離強度を測定したところ、その比表面積が２５ｍ2／ｇであり、坪量が６．１ｇ／ｃｍ2であったことを除き、その他は、実施例１と同一であった。
大気開放型化学気相析出装置１０の気化器１１にチタンテトライソプロピレートを１２ｇを充填し、気化温度８０℃にて原料揮発ガス体とし、多孔質体２であるＮｉ発泡体を加熱台にて３５０℃にて加熱し、全表面に純度９５．８％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜したことを除き、実施例１と同一の条件及び手順により多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例６とした。
この実施例６における多孔質体複合材１の比表面積、通気度、二酸化チタンの坪量及びその剥離強度を測定したところ、その比表面積が２５ｍ2／ｇであり、坪量が６．１ｇ／ｃｍ2であったことを除き、その他は、実施例１と同一であった。
＜比較例３＞
大気開放型化学気相析出装置１０の気化器１１にチタンテトライソプロピレートを１２ｇを充填し、気化温度８０℃にて原料揮発ガス体とし、多孔質体２であるＮｉ発泡体を加熱台にて３００℃にて加熱し、全表面に純度９０．３％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜したことを除き、実施例１と同一の条件及び手順により多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を比較例３とした。
この比較例３における多孔質体複合材１の比表面積、通気度、二酸化チタンの坪量及びその剥離強度を測定したところ、その比表面積が２５ｍ2／ｇであり、坪量が６．０ｇ／ｃｍ2であったことを除き、その他は、実施例１と同一であった。
大気開放型化学気相析出装置１０の気化器１１にチタンテトライソプロピレートを１２ｇを充填し、気化温度８０℃にて原料揮発ガス体とし、多孔質体２であるＮｉ発泡体を加熱台にて３００℃にて加熱し、全表面に純度９０．３％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜したことを除き、実施例１と同一の条件及び手順により多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を比較例３とした。
この比較例３における多孔質体複合材１の比表面積、通気度、二酸化チタンの坪量及びその剥離強度を測定したところ、その比表面積が２５ｍ2／ｇであり、坪量が６．０ｇ／ｃｍ2であったことを除き、その他は、実施例１と同一であった。
＜実施例７＞
加熱台１７の上部に設置したノズル１３から４Ｌ／ｍｉｎの流速にてチタンテトライソプロピレート原料揮発ガスを１０ｍｉｎ噴霧したことを除き、実施例１と同一の条件及び手順により多孔質体２であるＮｉ発泡体の全表面に膜厚５００ｎｍ、純度９９．９％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜して多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例７とした。
この実施例７における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ９５ｍ2／ｇであり、通気度は０．０６ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は９．８ｇ／ｃｍ2であった。Ｎｉ発泡体と同じ材質のＮｉ板に上記と同条件で二酸化チタンを成膜し、剥離強度を測定したところ、鉛筆硬度でＢであった。
加熱台１７の上部に設置したノズル１３から４Ｌ／ｍｉｎの流速にてチタンテトライソプロピレート原料揮発ガスを１０ｍｉｎ噴霧したことを除き、実施例１と同一の条件及び手順により多孔質体２であるＮｉ発泡体の全表面に膜厚５００ｎｍ、純度９９．９％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜して多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例７とした。
この実施例７における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ９５ｍ2／ｇであり、通気度は０．０６ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は９．８ｇ／ｃｍ2であった。Ｎｉ発泡体と同じ材質のＮｉ板に上記と同条件で二酸化チタンを成膜し、剥離強度を測定したところ、鉛筆硬度でＢであった。
＜実施例８＞
加熱台１７の上部に設置したノズル１３から４Ｌ／ｍｉｎの流速にてチタンテトライソプロピレート原料揮発ガスを１ｍｉｎ噴霧したことを除き、実施例１と同一の条件及び手順により多孔質体２であるＮｉ発泡体の全表面に膜厚５０ｎｍ、純度９９．９％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜して多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例８とした。
この実施例８における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ１５ｍ2／ｇであり、通気度は０．０４ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は０．２ｇ／ｃｍ2であった。Ｎｉ発泡体と同じ材質のＮｉ板に上記と同条件で二酸化チタンを成膜し、剥離強度を測定したところ、鉛筆硬度で６Ｈであった。
加熱台１７の上部に設置したノズル１３から４Ｌ／ｍｉｎの流速にてチタンテトライソプロピレート原料揮発ガスを１ｍｉｎ噴霧したことを除き、実施例１と同一の条件及び手順により多孔質体２であるＮｉ発泡体の全表面に膜厚５０ｎｍ、純度９９．９％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜して多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例８とした。
この実施例８における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ１５ｍ2／ｇであり、通気度は０．０４ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は０．２ｇ／ｃｍ2であった。Ｎｉ発泡体と同じ材質のＮｉ板に上記と同条件で二酸化チタンを成膜し、剥離強度を測定したところ、鉛筆硬度で６Ｈであった。
＜比較例４＞
加熱台１７の上部に設置したノズル１３から４Ｌ／ｍｉｎの流速にてチタンテトライソプロピレート原料揮発ガスを０．８ｍｉｎ噴霧したことを除き、実施例１と同一の条件及び手順により多孔質体２であるＮｉ発泡体の全表面に膜厚４０ｎｍ、純度９９．９％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜して多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を比較例４とした。
この比較例４における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ５ｍ2／ｇであり、通気度は０．０３ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は０．０５ｇ／ｃｍ2であった。Ｎｉ発泡体と同じ材質のＮｉ板に上記と同条件で二酸化チタンを成膜し、剥離強度を測定したところ、鉛筆硬度で６Ｈであった。
加熱台１７の上部に設置したノズル１３から４Ｌ／ｍｉｎの流速にてチタンテトライソプロピレート原料揮発ガスを０．８ｍｉｎ噴霧したことを除き、実施例１と同一の条件及び手順により多孔質体２であるＮｉ発泡体の全表面に膜厚４０ｎｍ、純度９９．９％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜して多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を比較例４とした。
この比較例４における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ５ｍ2／ｇであり、通気度は０．０３ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は０．０５ｇ／ｃｍ2であった。Ｎｉ発泡体と同じ材質のＮｉ板に上記と同条件で二酸化チタンを成膜し、剥離強度を測定したところ、鉛筆硬度で６Ｈであった。
＜比較例５＞
加熱台１７の上部に設置したノズル１３から４Ｌ／ｍｉｎの流速にてチタンテトライソプロピレート原料揮発ガスを１２ｍｉｎ噴霧したことを除き、実施例１と同一の条件及び手順により多孔質体２であるＮｉ発泡体の全表面に膜厚６００ｎｍ、純度９９．９％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜して多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を比較例５とした。
この比較例５における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ１２０ｍ2／ｇであり、通気度は０．０７ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は１８ｇ／ｃｍ2であった。Ｎｉ発泡体と同じ材質のＮｉ板に上記と同条件で二酸化チタンを成膜し、剥離強度を測定したところ、鉛筆硬度で３Ｂであった。
加熱台１７の上部に設置したノズル１３から４Ｌ／ｍｉｎの流速にてチタンテトライソプロピレート原料揮発ガスを１２ｍｉｎ噴霧したことを除き、実施例１と同一の条件及び手順により多孔質体２であるＮｉ発泡体の全表面に膜厚６００ｎｍ、純度９９．９％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜して多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を比較例５とした。
この比較例５における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ１２０ｍ2／ｇであり、通気度は０．０７ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は１８ｇ／ｃｍ2であった。Ｎｉ発泡体と同じ材質のＮｉ板に上記と同条件で二酸化チタンを成膜し、剥離強度を測定したところ、鉛筆硬度で３Ｂであった。
＜実施例９＞
大気開放型化学気相析出装置１０の気化器１１にチタンテトライソプロピレート１２ｇを充填し、気化温度８０℃にて加熱し原料揮発ガス体とした。この原料揮発ガス体を窒素キャリアガスにて４Ｌ／ｍｉｎの流速にて噴出ノズル１３に供給した。
平均繊維径が１００μｍで、直径１μｍ以下の細孔を含めた気孔率が９７％のグラスウール０．２ｇを量り取り、多孔質体２として加熱台１７にて４００℃にて加熱した。加熱台１７を左右に６ｃｍの振幅で４０ｍｍ／ｍｉｎの速度にて往復運動させた。この状態で加熱台１７の上部に設置したノズルから４Ｌ／ｍｉｎの流速にてチタンテトライソプロピレート原料揮発ガスを３ｍｉｎ噴霧した。熱分解によりグラスウール表面に膜厚１５０ｎｍの二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜して多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例９とした。
この実施例９における多孔質体複合材１の二酸化チタンの純度を測定したところ９９．８％であった。また、この光触媒フィルター材の比表面積を測定したところ４５ｍ2／ｇであり、通気度は０．０７ｓｅｃ／１００ｍｌであった。そして二酸化チタンの坪量は３．０ｇ／ｃｍ2であった。
大気開放型化学気相析出装置１０の気化器１１にチタンテトライソプロピレート１２ｇを充填し、気化温度８０℃にて加熱し原料揮発ガス体とした。この原料揮発ガス体を窒素キャリアガスにて４Ｌ／ｍｉｎの流速にて噴出ノズル１３に供給した。
平均繊維径が１００μｍで、直径１μｍ以下の細孔を含めた気孔率が９７％のグラスウール０．２ｇを量り取り、多孔質体２として加熱台１７にて４００℃にて加熱した。加熱台１７を左右に６ｃｍの振幅で４０ｍｍ／ｍｉｎの速度にて往復運動させた。この状態で加熱台１７の上部に設置したノズルから４Ｌ／ｍｉｎの流速にてチタンテトライソプロピレート原料揮発ガスを３ｍｉｎ噴霧した。熱分解によりグラスウール表面に膜厚１５０ｎｍの二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜して多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例９とした。
この実施例９における多孔質体複合材１の二酸化チタンの純度を測定したところ９９．８％であった。また、この光触媒フィルター材の比表面積を測定したところ４５ｍ2／ｇであり、通気度は０．０７ｓｅｃ／１００ｍｌであった。そして二酸化チタンの坪量は３．０ｇ／ｃｍ2であった。
＜実施例１０＞
多孔質体２であるグラスウールの全表面積の５％にシリコンウェーハ片からなるマスキングを施した後、実施例９と同一の条件及び手順でそのグラスウールに二酸化チタン含有膜３を成膜し、多孔質体の全表面の９５％に二酸化チタン含有膜が成膜された多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例１０とした。
この実施例１０における多孔質体複合材１の純度、比表面積、通気度及び二酸化チタンの坪量を測定したところ、その坪量が２．９ｇ／ｃｍ2であったことを除き、その他は、実施例９と同一であった。
多孔質体２であるグラスウールの全表面積の５％にシリコンウェーハ片からなるマスキングを施した後、実施例９と同一の条件及び手順でそのグラスウールに二酸化チタン含有膜３を成膜し、多孔質体の全表面の９５％に二酸化チタン含有膜が成膜された多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例１０とした。
この実施例１０における多孔質体複合材１の純度、比表面積、通気度及び二酸化チタンの坪量を測定したところ、その坪量が２．９ｇ／ｃｍ2であったことを除き、その他は、実施例９と同一であった。
＜比較例６＞
多孔質体２であるグラスウールの全表面積の１０％にシリコンウェーハ片からなるマスキングを施した後、実施例１と同一の条件及び手順でそのグラスウールに二酸化チタン含有膜３を成膜し、多孔質体の全表面の９０％に二酸化チタン含有膜が成膜された多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を比較例６とした。
この比較例６における多孔質体複合材１の純度、比表面積、通気度及び二酸化チタンの坪量を測定したところ、その坪量が２．７ｇ／ｃｍ2であったことを除き、その他は、実施例９と同一であった。
多孔質体２であるグラスウールの全表面積の１０％にシリコンウェーハ片からなるマスキングを施した後、実施例１と同一の条件及び手順でそのグラスウールに二酸化チタン含有膜３を成膜し、多孔質体の全表面の９０％に二酸化チタン含有膜が成膜された多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を比較例６とした。
この比較例６における多孔質体複合材１の純度、比表面積、通気度及び二酸化チタンの坪量を測定したところ、その坪量が２．７ｇ／ｃｍ2であったことを除き、その他は、実施例９と同一であった。
＜実施例１１＞
多孔質体２として、平均繊維径が１００μｍで、直径１μｍ以下の細孔を含めた気孔率が９５％のグラスウール０．２ｇを用いたことを除き、実施例９と同一の条件及び手順でそのグラスウールの全表面に膜厚１５０ｎｍ、純度９９．８％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜し、多孔質体の全表面に二酸化チタン含有膜が成膜された多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例１１とした。
この実施例１１における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ４０ｍ2／ｇであり、通気度は０．０８ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は２．８ｇ／ｃｍ2であった。
多孔質体２として、平均繊維径が１００μｍで、直径１μｍ以下の細孔を含めた気孔率が９５％のグラスウール０．２ｇを用いたことを除き、実施例９と同一の条件及び手順でそのグラスウールの全表面に膜厚１５０ｎｍ、純度９９．８％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜し、多孔質体の全表面に二酸化チタン含有膜が成膜された多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例１１とした。
この実施例１１における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ４０ｍ2／ｇであり、通気度は０．０８ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は２．８ｇ／ｃｍ2であった。
＜実施例１２＞
多孔質体２として、平均繊維径が１００μｍで、直径１μｍ以下の細孔を含めた気孔率が７０％のグラスウール０．２ｇを用いたことを除き、実施例９と同一の条件及び手順でそのグラスウールの全表面に膜厚１５０ｎｍ、純度９９．８％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜し、多孔質体の全表面に二酸化チタン含有膜が成膜された多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例１２とした。
この実施例１２における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ２５ｍ2／ｇであり、通気度は０．０４ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は１．５ｇ／ｃｍ2であった。
多孔質体２として、平均繊維径が１００μｍで、直径１μｍ以下の細孔を含めた気孔率が７０％のグラスウール０．２ｇを用いたことを除き、実施例９と同一の条件及び手順でそのグラスウールの全表面に膜厚１５０ｎｍ、純度９９．８％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜し、多孔質体の全表面に二酸化チタン含有膜が成膜された多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例１２とした。
この実施例１２における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ２５ｍ2／ｇであり、通気度は０．０４ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は１．５ｇ／ｃｍ2であった。
＜実施例１３＞
多孔質体２として、平均繊維径が１００μｍで、直径１μｍ以下の細孔を含めた気孔率が５０％のグラスウール０．２ｇを用いたことを除き、実施例９と同一の条件及び手順でそのグラスウールの全表面に膜厚１５０ｎｍ、純度９９．８％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜し、多孔質体の全表面に二酸化チタン含有膜が成膜された多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例１３とした。
この実施例１３における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ１０ｍ2／ｇであり、通気度は０．１９ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は０．３ｇ／ｃｍ2であった。
多孔質体２として、平均繊維径が１００μｍで、直径１μｍ以下の細孔を含めた気孔率が５０％のグラスウール０．２ｇを用いたことを除き、実施例９と同一の条件及び手順でそのグラスウールの全表面に膜厚１５０ｎｍ、純度９９．８％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜し、多孔質体の全表面に二酸化チタン含有膜が成膜された多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例１３とした。
この実施例１３における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ１０ｍ2／ｇであり、通気度は０．１９ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は０．３ｇ／ｃｍ2であった。
＜比較例７＞
多孔質体２として、平均繊維径が１００μｍで、直径１μｍ以下の細孔を含めた気孔率が４５％のグラスウール０．２ｇを用いたことを除き、実施例９と同一の条件及び手順でそのグラスウールの全表面に膜厚１５０ｎｍ、純度９９．８％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜し、多孔質体の全表面に二酸化チタン含有膜が成膜された多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を比較例７とした。
この比較例７における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ５ｍ2／ｇであり、通気度は０．３５ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は０．０５ｇ／ｃｍ2であった。
多孔質体２として、平均繊維径が１００μｍで、直径１μｍ以下の細孔を含めた気孔率が４５％のグラスウール０．２ｇを用いたことを除き、実施例９と同一の条件及び手順でそのグラスウールの全表面に膜厚１５０ｎｍ、純度９９．８％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜し、多孔質体の全表面に二酸化チタン含有膜が成膜された多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を比較例７とした。
この比較例７における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ５ｍ2／ｇであり、通気度は０．３５ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は０．０５ｇ／ｃｍ2であった。
＜実施例１４＞
大気開放型化学気相析出装置１０の気化器１１にチタンテトライソプロピレートを１２ｇを充填し、気化温度８０℃にて原料揮発ガス体とし、多孔質体２であるグラスウールを加熱台にて３５０℃にて加熱し、全表面に純度９５．４％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜したことを除き、実施例９と同一の条件及び手順により多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例１４とした。
この実施例１４における多孔質体複合材１の比表面積、通気度及び二酸化チタンの坪量を測定したところ、その坪量が２．９ｇ／ｃｍ2であったことを除き、その他は、実施例９と同一であった。
大気開放型化学気相析出装置１０の気化器１１にチタンテトライソプロピレートを１２ｇを充填し、気化温度８０℃にて原料揮発ガス体とし、多孔質体２であるグラスウールを加熱台にて３５０℃にて加熱し、全表面に純度９５．４％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜したことを除き、実施例９と同一の条件及び手順により多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例１４とした。
この実施例１４における多孔質体複合材１の比表面積、通気度及び二酸化チタンの坪量を測定したところ、その坪量が２．９ｇ／ｃｍ2であったことを除き、その他は、実施例９と同一であった。
＜比較例８＞
大気開放型化学気相析出装置１０の気化器１１にチタンテトライソプロピレートを１２ｇを充填し、気化温度８０℃にて原料揮発ガス体とし、多孔質体２であるグラスウールを加熱台にて３００℃にて加熱し、全表面に純度９０．６％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜したことを除き、実施例９と同一の条件及び手順により多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を比較例８とした。
この比較例８における多孔質体複合材１の比表面積、通気度及び二酸化チタンの坪量を測定したところ、その坪量が２．８ｇ／ｃｍ2であったことを除き、その他は、実施例９と同一であった。
大気開放型化学気相析出装置１０の気化器１１にチタンテトライソプロピレートを１２ｇを充填し、気化温度８０℃にて原料揮発ガス体とし、多孔質体２であるグラスウールを加熱台にて３００℃にて加熱し、全表面に純度９０．６％の二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜したことを除き、実施例９と同一の条件及び手順により多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を比較例８とした。
この比較例８における多孔質体複合材１の比表面積、通気度及び二酸化チタンの坪量を測定したところ、その坪量が２．８ｇ／ｃｍ2であったことを除き、その他は、実施例９と同一であった。
＜実施例１５＞
加熱台１７の上部に設置したノズル１３から４Ｌ／ｍｉｎの流速にてチタンテトライソプロピレート原料揮発ガスを１０ｍｉｎ噴霧したことを除き、実施例９と同一の条件及び手順により多孔質体２であるグラスウールの全表面に膜厚５００ｎｍの二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜して多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例１５とした。
この実施例１５における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ９０ｍ2／ｇであり、通気度は０．０８ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は９．７ｇ／ｃｍ2であった。
加熱台１７の上部に設置したノズル１３から４Ｌ／ｍｉｎの流速にてチタンテトライソプロピレート原料揮発ガスを１０ｍｉｎ噴霧したことを除き、実施例９と同一の条件及び手順により多孔質体２であるグラスウールの全表面に膜厚５００ｎｍの二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜して多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例１５とした。
この実施例１５における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ９０ｍ2／ｇであり、通気度は０．０８ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は９．７ｇ／ｃｍ2であった。
＜実施例１６＞
加熱台１７の上部に設置したノズル１３から４Ｌ／ｍｉｎの流速にてチタンテトライソプロピレート原料揮発ガスを１ｍｉｎ噴霧したことを除き、実施例９と同一の条件及び手順により多孔質体２であるグラスウールの全表面に膜厚５０ｎｍの二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜して多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例１７とした。
この実施例１７における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ１０ｍ2／ｇであり、通気度は０．０５ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は０．１ｇ／ｃｍ2であった。
加熱台１７の上部に設置したノズル１３から４Ｌ／ｍｉｎの流速にてチタンテトライソプロピレート原料揮発ガスを１ｍｉｎ噴霧したことを除き、実施例９と同一の条件及び手順により多孔質体２であるグラスウールの全表面に膜厚５０ｎｍの二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜して多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例１７とした。
この実施例１７における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ１０ｍ2／ｇであり、通気度は０．０５ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は０．１ｇ／ｃｍ2であった。
＜比較例９＞
加熱台１７の上部に設置したノズル１３から４Ｌ／ｍｉｎの流速にてチタンテトライソプロピレート原料揮発ガスを０．８ｍｉｎ噴霧したことを除き、実施例９と同一の条件及び手順により多孔質体２であるグラスウールの全表面に膜厚４０ｎｍの二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜して多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を比較例９とした。
この比較例９における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ５ｍ2／ｇであり、通気度は０．０４ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は０．０３ｇ／ｃｍ2であった。
加熱台１７の上部に設置したノズル１３から４Ｌ／ｍｉｎの流速にてチタンテトライソプロピレート原料揮発ガスを０．８ｍｉｎ噴霧したことを除き、実施例９と同一の条件及び手順により多孔質体２であるグラスウールの全表面に膜厚４０ｎｍの二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜して多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を比較例９とした。
この比較例９における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ５ｍ2／ｇであり、通気度は０．０４ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は０．０３ｇ／ｃｍ2であった。
＜比較例１０＞
加熱台１７の上部に設置したノズル１３から４Ｌ／ｍｉｎの流速にてチタンテトライソプロピレート原料揮発ガスを１２ｍｉｎ噴霧したことを除き、実施例１と同一の条件及び手順により多孔質体２であるグラスウールの全表面に膜厚６００ｎｍの二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜して多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を比較例１０とした。
この比較例１０における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ１１０ｍ2／ｇであり、通気度は０．０９ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は１８ｇ／ｃｍ2であった。
加熱台１７の上部に設置したノズル１３から４Ｌ／ｍｉｎの流速にてチタンテトライソプロピレート原料揮発ガスを１２ｍｉｎ噴霧したことを除き、実施例１と同一の条件及び手順により多孔質体２であるグラスウールの全表面に膜厚６００ｎｍの二酸化チタンを含む二酸化チタン含有膜３を成膜して多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を比較例１０とした。
この比較例１０における多孔質体複合材１の比表面積を測定したところ１１０ｍ2／ｇであり、通気度は０．０９ｓｅｃ／１００ｍｌであった。また、二酸化チタンの坪量は１８ｇ／ｃｍ2であった。
＜実施例１７＞
チタンテトライソプロピレートが９０重量％、イソプロピルアルコールが１０重量％の割合になるように、チタンテトライソプロピレートをイソプロピルアルコールに熔解した溶液原料を原料揮発ガスとして、加熱台１７の上部に設置したノズル１３から４Ｌ／ｍｉｎの流速にて１ｍｉｎ噴霧したことを除き、実施例９と同一の条件及び手順により二酸化チタン含有膜３が３重量％の炭素を含む多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例１７とした。
＜実施例１８＞
チタンテトライソプロピレートが８０重量％、イソプロピルアルコールが２０重量％の割合になるように、チタンテトライソプロピレートをイソプロピルアルコールに熔解した溶液原料を原料揮発ガスとして、加熱台１７の上部に設置したノズル１３から４Ｌ／ｍｉｎの流速にて１ｍｉｎ噴霧したことを除き、実施例９と同一の条件及び手順により、二酸化チタン含有膜３が７重量％の炭素を含む多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例１８とした。
チタンテトライソプロピレートが９０重量％、イソプロピルアルコールが１０重量％の割合になるように、チタンテトライソプロピレートをイソプロピルアルコールに熔解した溶液原料を原料揮発ガスとして、加熱台１７の上部に設置したノズル１３から４Ｌ／ｍｉｎの流速にて１ｍｉｎ噴霧したことを除き、実施例９と同一の条件及び手順により二酸化チタン含有膜３が３重量％の炭素を含む多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例１７とした。
＜実施例１８＞
チタンテトライソプロピレートが８０重量％、イソプロピルアルコールが２０重量％の割合になるように、チタンテトライソプロピレートをイソプロピルアルコールに熔解した溶液原料を原料揮発ガスとして、加熱台１７の上部に設置したノズル１３から４Ｌ／ｍｉｎの流速にて１ｍｉｎ噴霧したことを除き、実施例９と同一の条件及び手順により、二酸化チタン含有膜３が７重量％の炭素を含む多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を実施例１８とした。
＜比較例１１＞
チタンテトライソプロピレートが９５重量％、イソプロピルアルコールが５重量％の割合になるように、チタンテトライソプロピレートをイソプロピルアルコールに熔解した溶液原料を原料揮発ガスとして、加熱台１７の上部に設置したノズル１３から４Ｌ／ｍｉｎの流速にて１ｍｉｎ噴霧し、かつ多孔質体２の加熱台１７による加熱温度を７５０℃としたことを除き、実施例９と同一の条件及び手順により、二酸化チタン含有膜３が２．５重量％の炭素を含む多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を比較例１１とした。
＜比較例１２＞
チタンテトライソプロピレートが６５重量％、イソプロピルアルコールが３５重量％の割合になるように、チタンテトライソプロピレートをイソプロピルアルコールに熔解した溶液原料を原料揮発ガスとして、加熱台１７の上部に設置したノズル１３から４Ｌ／ｍｉｎの流速にて１ｍｉｎ噴霧し、かつ多孔質体２の加熱台１７による加熱温度を３５０℃としたことを除き、実施例９と同一の条件及び手順により、二酸化チタン含有膜３が７．５重量％の炭素を含む多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を比較例１２とした。
チタンテトライソプロピレートが９５重量％、イソプロピルアルコールが５重量％の割合になるように、チタンテトライソプロピレートをイソプロピルアルコールに熔解した溶液原料を原料揮発ガスとして、加熱台１７の上部に設置したノズル１３から４Ｌ／ｍｉｎの流速にて１ｍｉｎ噴霧し、かつ多孔質体２の加熱台１７による加熱温度を７５０℃としたことを除き、実施例９と同一の条件及び手順により、二酸化チタン含有膜３が２．５重量％の炭素を含む多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を比較例１１とした。
＜比較例１２＞
チタンテトライソプロピレートが６５重量％、イソプロピルアルコールが３５重量％の割合になるように、チタンテトライソプロピレートをイソプロピルアルコールに熔解した溶液原料を原料揮発ガスとして、加熱台１７の上部に設置したノズル１３から４Ｌ／ｍｉｎの流速にて１ｍｉｎ噴霧し、かつ多孔質体２の加熱台１７による加熱温度を３５０℃としたことを除き、実施例９と同一の条件及び手順により、二酸化チタン含有膜３が７．５重量％の炭素を含む多孔質体複合材１を得た。この多孔質体複合材１を比較例１２とした。
＜比較試験及び評価＞
実施例1〜８並びに比較例１〜５における多孔質体複合材１を直径１４ｍｍφの形状にそれぞれ切断し、直径が同じで長さ８０ｍｍのガラス円筒容器にそれぞれ６枚ずつ充填した。また、実施例９〜１８並びに比較例６〜１２における多孔質体複合材１をそれぞれ０．１ｇ量り取り、直径１４ｍｍφで長さ８０ｍｍのガラス円筒容器に別々に１５ｍｍの厚さでそれぞれ充填した。
その後、それらを各々ガラス円筒容器に充填したものに付き、アセトアルデヒドを指標として光触媒活性を測定比較した。即ち、紫外線ランプ（３６５ｎｍ、１．２ｍＷ／ｃｍ2）を照射しながら、これらのガラス円筒容器に０．３Ｌ／ｍｉｎの流速で濃度２０ｐｐｍのアセトアルデヒドガス１Ｌを流通した。流通後のアセトアルデヒド濃度を検出し、アセトアルデヒド残存率として光触媒活性を測定比較した。
実施例1〜８並びに比較例１〜５におけるそれぞれの条件及び結果を表１に示し、実施例９〜１６並びに比較例６〜１０におけるそれぞれの条件及び結果を表２に示し、実施例１７及び１８並びに比較例１１及び１２におけるそれぞれの条件及び結果を表３に示す。
実施例1〜８並びに比較例１〜５における多孔質体複合材１を直径１４ｍｍφの形状にそれぞれ切断し、直径が同じで長さ８０ｍｍのガラス円筒容器にそれぞれ６枚ずつ充填した。また、実施例９〜１８並びに比較例６〜１２における多孔質体複合材１をそれぞれ０．１ｇ量り取り、直径１４ｍｍφで長さ８０ｍｍのガラス円筒容器に別々に１５ｍｍの厚さでそれぞれ充填した。
その後、それらを各々ガラス円筒容器に充填したものに付き、アセトアルデヒドを指標として光触媒活性を測定比較した。即ち、紫外線ランプ（３６５ｎｍ、１．２ｍＷ／ｃｍ2）を照射しながら、これらのガラス円筒容器に０．３Ｌ／ｍｉｎの流速で濃度２０ｐｐｍのアセトアルデヒドガス１Ｌを流通した。流通後のアセトアルデヒド濃度を検出し、アセトアルデヒド残存率として光触媒活性を測定比較した。
実施例1〜８並びに比較例１〜５におけるそれぞれの条件及び結果を表１に示し、実施例９〜１６並びに比較例６〜１０におけるそれぞれの条件及び結果を表２に示し、実施例１７及び１８並びに比較例１１及び１２におけるそれぞれの条件及び結果を表３に示す。
表１及び表２の結果から明らかなように、それぞれの実施例の方がそれぞれの比較例に比較して光触媒活性により優れていることが判る。これは実施例１，２，９及び１０にあっては、多孔質体２の全表面に対する二酸化チタン含有膜３が占める割合が、比較例１及び６のものに比較して高いことに起因するものと考えられる。また、その他の実施例にあっては、二酸化チタン含有膜３の純度、二酸化チタン含有膜３における比表面積、二酸化チタン含有膜３における坪量、それらの剥離強度に関して、その他の比較例に比較してそれぞれ高いことも起因していると考えられ、二酸化チタン含有膜３の膜厚及びそれらの通気度に関してはその他の実施例の方がその他の比較例に比較してそれぞれ低いことも起因していると考えられる。
表３から明らかなように、実施例１７及び１８の方が比較例１１及び１２に比較して光活性により優れていることが判る。これは実施例１７及び１８にあっては、二酸化チタン含有膜３が適度に炭素を含むため、光触媒膜として可視光応答性を示すことに起因するものと考えられる。
表３から明らかなように、実施例１７及び１８の方が比較例１１及び１２に比較して光活性により優れていることが判る。これは実施例１７及び１８にあっては、二酸化チタン含有膜３が適度に炭素を含むため、光触媒膜として可視光応答性を示すことに起因するものと考えられる。
１ 多孔質体複合材
２ 多孔質体
２ａ 気孔
３ 二酸化チタン含有膜
２ 多孔質体
２ａ 気孔
３ 二酸化チタン含有膜
Claims (14)
- 表面から裏面に連通する複数の気孔(2a)を有する多孔質体(2)と、前記気孔(2a)の内面を含む前記多孔質体(2)の全表面の９５〜１００％に成膜された二酸化チタン含有膜(3)とを備えた多孔質体複合材。
- 多孔質体(2)の全表面には、孔径が１μｍ以下の気孔(2a)の内面を含む請求項１記載の多孔質体複合材。
- 多孔質体(2)の気孔率が５０％〜９８％である請求項１又は２記載の多孔質複合材。
- 多孔質体(2)の通気度が０．２ｓｅｃ／１００ｍｌ以下である請求項１ないし３いずれか１項に記載の多孔質体複合材。
- 多孔質体(2)が、発泡体又は繊維集合体のいずれかである請求項１ないし４いずれか１項に記載の多孔質体複合材。
- 多孔質体(2)に成膜された二酸化チタン含有膜の坪量が０．１〜１０ｍｇ／ｃｍ2である請求項１ないし５いずれか１項に記載の多孔質体複合材。
- 多孔質体(2)がセラミック、ガラス、金属、プラスチック、有機繊維、不織布又は紙からなる請求項１ないし６いずれか１項に記載の多孔質体複合材。
- 二酸化チタン含有膜(3)が大気開放型化学気相析出法によって成膜された請求項１ないし７いずれか１項に記載の多孔質体複合材。
- 二酸化チタン含有膜(3)は二酸化チタンを９３重量％以上含む請求項１ないし８いずれか１項に記載の多孔質体複合材。
- 二酸化チタン含有膜(3)は３〜７重量％の炭素を含む請求項１ないし８いずれか１項に記載の多孔質体複合材。
- 二酸化チタン含有膜(3)の膜厚が５０〜５００ｎｍである請求項１ないし１０いずれか１項に記載の多孔質体複合材。
- 二酸化チタン含有膜(3)の比表面積が１０〜１００ｍ2／ｇである請求項１ないし１１いずれか１項に記載の多孔質体複合材。
- 二酸化チタン含有膜(3)の剥離強度が鉛筆硬度Ｂ〜６Ｈである請求項１ないし１２いずれか１項に記載の多孔質体複合材。
- 請求項１ないし１３いずれか１項に記載の多孔質体複合材を用いたフィルタ。
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- 2005-09-27 JP JP2005280060A patent/JP2006305547A/ja active Pending
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