JP3540964B2 - 光触媒フィルター及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は，排水浄化や空気清浄等に用いる，浄化効率の高い光触媒フィルター及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
近年，居住空間や作業空間での悪臭や自動車の排気ガス等の有害物質による汚染，或いは，生活排水や産業廃水等による水質汚染が深刻な問題となっている。特に，現在行われている活性汚泥法等による水処理法では処理が難しい有機塩素系の溶剤やゴルフ場の農薬等による水源の汚染も広範囲に及んでおり，環境の汚染が重大な問題となっている。
【０００３】
かかる状況の下，空気浄化や水質浄化を効率的に行なうべく，光触媒フィルターが開発されている。
上記従来の光触媒フィルターは，有機繊維或いは無機繊維からなるハニカム構造体に酸化チタン粉末からなる光触媒を担持させてなる。上記光触媒フィルターは，被処理気体又は被処理液を通し，その中の有害成分を光触媒機能によって分解除去することにより，空気浄化や水質浄化を行なっている。
上記光触媒フィルターは，通過する被処理気体又は被処理液の圧力損失が小さく，活性炭等との複合化が容易であるという利点がある。
【０００４】
ところが，上記光触媒フィルターはハニカム形状であるため，紫外線が内部の光触媒まで届き難い。そのため，光触媒の触媒機能が充分に発揮できない。
かかる観点から，三次元網目構造を有する光触媒フィルターが開発されている（特開平９−１０５１２０，特公昭５７−３５０４８）。
上記光触媒フィルターは，三次元網目構造を有するセラミック多孔体の表面に光触媒を担持させてなる。
【０００５】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来の光触媒フィルターは，単に市販のセラミック多孔体に酸化チタンをコーティングしたものであり，以下の問題点がある。
上記セラミック多孔体は，骨格が１〜２ｍｍ程度と太いため，紫外線が内部まで充分に照射されず，光触媒機能が発揮されない。また，上記セラミック多孔体の表面には特に凹凸はなく，充分な表面積が得られない。従って，その表面に担持される光触媒の表面積が充分に得られず，光触媒機能が充分に発揮されないという問題もある。
【０００６】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，光触媒機能を充分に発揮することができ，浄化効率に優れた光触媒フィルターを提供しようとするものである。
【０００７】
【課題の解決手段】
請求項１に記載の発明は，三次元網目構造を有するセラミック多孔体の表面に表層用セラミック粒子によって形成した凹凸表面層を有してなると共に，該凹凸表面層に光触媒を担持させてなり，かつ，上記表層用セラミック粒子は，平均粒径が１μｍ〜１００μｍであることを特徴とする光触媒フィルターにある。
【０００８】
本発明において最も注目すべきことは，上記光触媒フィルターは，上記セラミック多孔体の表面に表層用セラミック粒子によって形成した凹凸表面層を有してなると共に，上記表層用セラミック粒子は，平均粒径が１μｍ〜１００μｍであることである。
上記平均粒径が１μｍ未満の場合には，上記凹凸表面層が充分に形成されない。一方，上記平均粒径が１００μｍを超える場合には，表層用セラミック粒子がセラミック多孔体から脱離するおそれがある。
なお，上記表層用セラミック粒子としては，例えばアルミナ粒子がある。
【０００９】
次に，本発明の作用効果につき説明する。
上記光触媒フィルターは，セラミック多孔体の表面に上記凹凸表面層を形成してなる。そのため，上記セラミック多孔体の表面積が大きくなる。それ故，上記セラミック多孔体の表面に担持する光触媒の表面積も大きくなるため，その光触媒機能が充分に発揮される。
これにより，上記光触媒フィルターの浄化効率が向上する。
【００１０】
また，上記凹凸表面層を形成する表層用セラミック粒子は，平均粒径が１μｍ〜１００μｍである。そのため，充分な大きさを有する上記凹凸表面層が形成され，光触媒機能が充分に発揮される。
更に，上記光触媒は上記凹凸表面層に担持されているため，アンカー効果によりその担持力が大きく，上記光触媒が剥がれ難いという利点もある。
【００１１】
以上のごとく，本発明によれば，光触媒機能を充分に発揮することができ，浄化効率に優れた光触媒フィルターを提供することができる。
【００１２】
次に，請求項２に記載の発明のように，上記セラミック多孔体を構成する骨格筋の直径は，１００〜１０００μｍであることが好ましい。
これにより，上記光触媒フィルターに照射される光が内部にまで充分に透過する。そのため，上記セラミック多孔体の内部に担持された光触媒にも光が充分に照射され，触媒機能を充分に発揮することができる。
上記骨格筋の直径が１００μｍ未満の場合には，光触媒フィルターの強度が不充分となるおそれがある。一方，上記直径が１０００μｍを超える場合には，光触媒フィルターの内部にまで充分に光が照射されないおそれがある。
【００１３】
次に，請求項３に記載の発明のように，上記光触媒フィルターは，厚み５ｍｍにおける光透過率が１０〜５０％であることが好ましい。
これにより，上記セラミック多孔体の内部に担持された光触媒に光が充分に照射され，触媒機能を充分に発揮することができる。
厚み５ｍｍにおける上記光透過率が１０％未満の場合には，上記セラミック多孔体の内部に担持された光触媒の触媒機能が充分に発揮されないおそれがある。一方，上記光透過率が５０％を超える場合には，上記骨格筋が細くなりすぎるためフィルターとしての強度が得られないおそれがある。
【００１４】
次に，請求項４に記載の発明のように，上記光触媒は，酸化チタンであることが好ましい。
これにより，上記光触媒の触媒機能が高く，一層浄化効率に優れた光触媒フィルターを得ることができる。
【００１５】
次に，請求項５に記載の発明のように，三次元網目構造を有する有機多孔体に，セラミック微粉末とバインダーとを含む泥漿を含浸付着させ，該泥漿が乾燥しない間に表層用セラミック粒子を上記泥漿に付着させ，乾燥した後，これらを加熱して上記有機多孔体を焼失させると共に，上記セラミック微粉末及び表層用セラミック粒子を焼結させて，三次元網目構造を有するセラミック多孔体の表面に上記表層用セラミック粒子よりなる凹凸表面層を形成してなるセラミック多孔体を作製し，
次いで，該セラミック多孔体の上記凹凸表面層に光触媒を担持させることにより，光触媒フィルターを製造する方法であって，
かつ，上記表層用セラミック粒子は平均粒径１μｍ〜１００μｍであることを特徴とする光触媒フィルターの製造方法がある。
【００１６】
上記平均粒径が１μｍ未満の場合には，上記凹凸表面層が充分に形成されない。一方，上記平均粒径が１００μｍを超える場合には，表層用セラミック粒子がセラミック多孔体から脱離するおそれがある。
なお，上記表層用セラミック粒子としては，例えばアルミナ粒子を用いる。
上記セラミック微粉末としては，例えばアルミナ粉末を用いる。また，上記有機多孔体としては，例えばウレタンフォームを用いる。
【００１７】
次に，本製造方法の作用効果につき説明する。
上記凹凸表面層の形成には，上記のごとく，平均粒径１μｍ〜１００μｍの表層用セラミック粒子を用いる。
そのため，上記凹凸表面層を確実に得ることができる。
また，上記のような有機多孔体を用いるため，複雑な構造の上記セラミック多孔体を容易に作製することができる。従って，浄化効率に優れた光触媒フィルターを容易に製造することができる。
【００１８】
次に，請求項６に記載の発明のように，上記セラミック多孔体の骨格筋の直径は，１００〜１０００μｍであることが好ましい。
これにより，上記光触媒の触媒機能が高く，一層浄化効率に優れた光触媒フィルターを容易に得ることができる。なお，上記骨格筋の直径の臨界意義は，請求項２の発明と同様である。
【００１９】
次に，請求項７に記載の発明のように，上記光触媒は，酸化チタンであることが好ましい。
これにより，上記光触媒の触媒機能が高く，一層浄化効率に優れた光触媒フィルターを容易に得ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施形態例１
本発明の実施形態例にかかる光触媒フィルターにつき，図１〜図４を用いて説明する。
上記光触媒フィルター１は，図１（Ａ），（Ｂ）に示すごとく，三次元網目構造を有するセラミック多孔体２の表面に表層用セラミック粒子３によって形成した凹凸表面層３０を有してなると共に，該凹凸表面層３０に酸化チタンからなる光触媒４を担持させてなる。上記表層用セラミック粒子３は，平均粒径が２２μｍである。
なお，図１（Ａ）は，説明の便宜上，凹凸表面層３０を部分的に省略して，セラミック多孔体２の骨格筋２１を露出させて表している。
【００２１】
上記セラミック多孔体２を構成する骨格筋２１の直径は，１００〜１０００μｍである。
また，上記光触媒フィルター１の光透過率は厚み５ｍｍで約３０％である。
【００２２】
次に，上記光触媒フィルター１の製造方法につき図３，図１を用いて説明する。
まず，三次元網目構造（図１（Ａ）参照）を有する有機多孔体５に，セラミック微粉末とバインダーとを含む泥漿２０を含浸付着させる（図３（Ａ））。なお，図３は，上記有機多孔体５における網目構造を構成する１本の有機繊維に関して説明している。
該泥漿２０が乾燥しない間に表層用セラミック粒子３を上記泥漿２０に付着させる（図３（Ｂ））。該泥漿２０を乾燥した後，これらを加熱して上記有機多孔体５を焼失させると共に，上記セラミック微粉末及び表層用セラミック粒子３を焼結させる。
【００２３】
これにより，三次元網目構造を有するセラミック多孔体２の表面に上記表層用セラミック粒子３よりなる凹凸表面層３０を形成してなるセラミック多孔体２を作製する（図３（Ｃ））。また，該セラミック多孔体２の骨格筋２１における上記有機多孔体５が存在していた部分には，上記有機繊維の焼失によって空洞２９が形成される。
【００２４】
次いで，該セラミック多孔体２の上記凹凸表面層３０に，酸化チタンからなる光触媒４を担持させることにより光触媒フィルター１を製造する（図１（Ａ），（Ｂ），図４（Ａ），（Ｂ））。
なお，上記表層用セラミック粒子３は，アルミナ粒子である。
【００２５】
次に，本例の作用効果につき説明する。
上記光触媒フィルター１は，セラミック多孔体２の表面に上記凹凸表面層３０を形成してなる（図１（Ａ），（Ｂ））。そのため，上記セラミック多孔体２の表面積が大きくなる。それ故，上記セラミック多孔体２の表面に担持する光触媒４の表面積も大きくなるため，その光触媒機能が充分に発揮される。
これにより，上記光触媒フィルター１の浄化効率が向上する。
【００２６】
また，上記凹凸表面層３０を形成する表層用セラミック粒子３は，平均粒径が１μｍ〜１００μｍである。そのため，充分な大きさを有する上記凹凸表面層３０が形成され，光触媒機能が充分に発揮される。
更に，上記光触媒４は上記凹凸表面層３０に担持されているため，アンカー効果によりその担持力が大きく，上記光触媒４が剥がれ難いという利点もある。
【００２７】
また，上記セラミック多孔体２を構成する骨格筋の直径は，１００〜１０００μｍであるため，上記光触媒フィルター１に照射される光が内部にまで充分に透過する。
また，上記光触媒フィルター１の光透過率は厚み５ｍｍで３０％であるため，上記セラミック多孔体２の内部に担持された光触媒４にも光が充分に照射され，触媒機能を充分に発揮することができる。
【００２８】
以上のごとく，本例によれば，光触媒機能を充分に発揮することができ，浄化効率に優れた光触媒フィルターを提供することができる。
【００２９】
実施形態例２
本例は，図４〜図７に示すごとく，水質浄化用の光触媒フィルターの具体的な例である。
本例の光触媒フィルターは，以下に示すごとく製造した。
まず，有機多孔体に含浸付着させてセラミック多孔体を得るための泥漿を，以下のようにして作製した。
【００３０】
２Ｌポリエチレンポットに，セラミック微粉末（アルミナ微粉末）４４６．５ｇ，タルク１６．０ｇ，木節粘土３６．５ｇ，水１５５ｇ，分散剤１２．５ｇを加えた。次いで，玉石（アルミナ玉石，φ１０ｍｍ）を上記ポリエチレンポットの約１／３まで投入し，ポットミルにて５時間攪拌混合した。
次いで，有機バインダーであるセラモＴＢ−０１（第一工業製薬（株）製）を１２７．１ｇ添加し，更に２０時間の攪拌を行なうことにより，アルミナ微粉末を含む泥漿を得た。
【００３１】
次に，上記泥漿に，三次元網目構造を有する有機多孔体であるウレタンフォームを投入した。次いで，ウレタンフォームの表面に泥漿を馴染ませた後に，余分に付着した泥漿をローラーで押出すことにより除去した。
次いで，上記ウレタンフォームの空隙に詰まった泥漿を，スプレーを用いて吹き飛ばすことにより目詰まりを解消した。
【００３２】
次いで，上記ウレタンフォームに付着した泥漿（図３（Ａ）参照）に，篩を用いて表層用セラミック粒子（アルミナ粒子）を振り掛けることにより均一に付着させた（図３（Ｂ）参照）。ここで，上記アルミナ粒子は，平均粒径４７μｍ，２２μｍ，８μｍの３種類のものを用いた。
【００３３】
次いで，余分なアルミナ粒子を払い落として，オーブン中で７０℃，２４時間乾燥させた。その後，１６００℃，１時間の焼成を行なうことにより，上記ウレタンフォームを焼失させると共に，上記アルミナ微粉末とアルミナ粒子を焼結させた（図３（Ｃ）参照）。
これにより，三次元網目構造を有するセラミック多孔体の表面に上記アルミナ粒子からなる凹凸表面層を形成してなるセラミック多孔体を得た。
【００３４】
次に，上記セラミック多孔体をアナターゼ型の酸化チタンからなる光触媒のスラリー（石原産業製ＳＴ−Ｋ０１）に浸漬させた後，５００℃で焼き付けた。これにより，上記凹凸表面層に，上記酸化チタンからなる光触媒を膜状に担持させた（図１（Ｂ）参照）。
上記の酸化チタンスラリー（ＳＴ−Ｋ０１）は，酸化チタンの微粒子が水系溶媒中に単分散したスラリーに無機バインダーとしてシリカを２０％含んだ溶液である。
【００３５】
以上により，図４〜図６に示す上記光触媒フィルターを製造した。
なお，凹凸表面層を形成するアルミナ粒子の平均粒径が４７μｍの光触媒フィルターを試料１（図４），２２μｍの光触媒フィルターを試料２（図５），８μｍの光触媒フィルターを試料３（図６）とした。
【００３６】
図４（Ａ），図５（Ａ），図６（Ａ）において，白色部分がセラミック多孔体の骨格筋に凹凸表面層及び光触媒が形成された部分を表し，黒色部分がセラミック多孔体の空孔部を表す。また，図４（Ａ）の右方及び図５（Ａ）の左方に見える三角形状の黒色部分は，ウレタンフォームが存在していた空洞である。
更に，図４（Ｂ），図５（Ｂ），図６（Ｂ）は，上記光触媒フィルターの表面の拡大であり，図中の筋状の黒色部は，光触媒の膜に生じたひび割れ部である。
【００３７】
上記試料１，試料２，試料３の光触媒フィルターにおける，酸化チタンの担持量を測定した（図７）。
即ち，上記各光触媒フィルターのセラミック多孔体１ｃｍ³当りの酸化チタンの担持量を測定した。また，上記凹凸表面層を有さない光触媒フィルターの酸化チタン担持量を，比較例１として測定した。
【００３８】
測定結果を図７に示す。
図７より分かるように，試料１，試料２，試料３の酸化チタンの担持量は，比較例に対して多い。
即ち，上記凹凸表面層を有する本発明の光触媒フィルターは，酸化チタンを多く担持していることが分かる。
【００３９】
また，表１に示すごとく，上記試料１〜３，及び比較例の試料について，単位体積当りの表面積を測定した。即ち，ＢＥＴ１点法で測定した上記各試料の比表面積と嵩密度から，上記各試料の単位体積当りの表面積を算出した。算出方法は，
（試料１cm³当りの表面積）＝（比表面積〔m²/g〕）×（嵩密度〔g/cm³〕）
である。
算出結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】

【００４１】
表１から分かるように，試料１〜３の単位体積当りの表面積は，上記凹凸表面層を有しない比較例１の試料の６倍以上であった。
この結果から，本発明の光触媒フィルターは，上記凹凸表面層を形成したことにより，大幅に表面積が増大したことが分かる。
【００４２】
実施形態例３
本例は，図８〜図１０に示すごとく，空気清浄機用の光触媒フィルターの具体的な例である。
本例の光触媒フィルターは，以下に示すごとく製造した。
まず，上記実施形態例２と同様の方法で，三次元網目構造を有するセラミック多孔体の表面に上記アルミナ粒子からなる凹凸表面層を形成してなるセラミック多孔体を得た（図３（Ｃ）参照）。
【００４３】
次いで，上記セラミック多孔体をアナターゼ型の酸化チタンからなる光触媒のスラリー（石原産業製ＳＴＳ−０１）に浸漬させた後，スプレーにて過剰なスラリーを除去し，これを２００℃で乾燥した。これにより，上記凹凸表面層に，上記酸化チタンからなる光触媒を膜状に担持させた（図１（Ｂ）参照）。
上記の酸化チタンスラリー（ＳＴＳ−０１）は，酸化チタンの微粒子が水系溶媒中に単分散したスラリーである。
【００４４】
以上により，上記光触媒フィルターを製造した（図８）。
なお，凹凸表面層を形成するアルミナ粒子の平均粒径が４７μｍの光触媒フィルターを試料４，上記アルミナ粒子の平均粒径が２２μｍの光触媒フィルターを試料５，上記アルミナ粒子の平均粒径が８μｍの光触媒フィルターを試料６とした。図８は上記試料５の電子顕微鏡写真である。
また，上記凹凸表面層を有さない光触媒フィルターを比較例２として作製した。
【００４５】
上記酸化チタンスラリー（ＳＴＳ−０１）は酸化チタン濃度が３０％と非常に濃いため，図８に示すごとく，本例の光触媒フィルターは，上記凹凸表面層の凹凸が吸収されてしまうほど酸化チタンの膜が厚く形成されている。
なお，図８において，比較的白い部分が凸状となっており，比較的黒い部分が凹状となっている。また，筋状の黒色部は，酸化チタンの膜に生じたひび割れ部である。
【００４６】
また，上記酸化チタンスラリー（ＳＴＳ−０１）は，実施形態例２のＳＴ−Ｋ０１のように無機バインダーを含まないため，上記酸化チタンの膜強度は比較的小さい。しかし，本例の光触媒フィルターをハンドリングした後に，酸化チタン膜の脱落を確認したところ，上記酸化チタン膜の脱落はなかった。一方，比較例２の試料をハンドリングした後には，図９に示すごとく，酸化チタン膜の脱落が確認できた。
【００４７】
これは，上記凹凸表面層の有無による差であると考えられる。即ち，本例の光触媒フィルターは凹凸表面層を有しているため，上記酸化チタン膜と凹凸表面層との間のアンカー効果によって，酸化チタンの担持力が向上したものと考えられる。
【００４８】
次に，上記試料４〜６の光触媒フィルターにおける，酸化チタンの担持量を測定した（図１０）。
即ち，上記各光触媒フィルターのセラミック多孔体１ｃｍ³当りの酸化チタンの担持量を測定した。
【００４９】
測定結果を図１０に示す。
図１０より分かるように，試料４〜６の酸化チタンの担持量は，比較例２に対して圧倒的に多い。
即ち，上記凹凸表面層を有する本発明の光触媒フィルターは，酸化チタンを多く担持していることが分かる。
【００５０】
また，上記試料４〜６及び比較例２の試料について，単位体積当りの表面積を測定した。算出方法は，実施形態例２と同様である。
算出結果を表２に示す。
【００５１】
【表２】

【００５２】
表２から分かるように，試料４〜６の単位体積当りの表面積は，上記凹凸表面層を有しない比較例２の試料の１０倍以上であった。
この結果から，本発明の光触媒フィルターは，上記凹凸表面層を形成したことにより，大幅に表面積が増大したことが分かる。
【００５３】
実験例１
本例においては，図１１，図１２に示すごとく，本発明の光触媒フィルターの光透過性を評価した。
即ち，実施形態例２に示した試料２の水質浄化用の光触媒フィルターの光透過率を以下のごとく測定した。
【００５４】
まず，厚み５ｍｍ，１０ｍｍ，１５ｍｍ，２０ｍｍの４種類の上記光触媒フィルターを用意した。なお，該光触媒フィルターにおける凹凸表面層は，粒径２２μｍのアルミナ粉末からなる。
次いで，図１１に示すごとく，紫外線強度計６９（MINOLTA製UM-10：ピーク波長３６０ｎｍ）を光触媒フィルター１の直後に設置した。そして，１０Ｗのブラックライト６５（東芝ライテック製ＦＬ１０ＢＬＢ：波長３００〜４２０ｎｍ，ピーク波長３６０ｎｍ）を上記光触媒フィルター１の前面１１から７ｃｍの位置に配置した。
次いで，上記ブラックライト６５を上記光触媒フィルター１に照射して，その透過光の強度を上記紫外線強度計６９により測定した。
【００５５】
なお，上記光触媒フィルターは，メッシュサイズ＃８のウレタンフォームを用いて得たセラミック多孔体を有するもの（試料２−１），及びメッシュサイズ＃１３のウレタンフォームを用いて得たセラミック多孔体を有するもの（試料２−２）の２種類について測定した。
また，比較例３，４として，市販のセラミックフォーム（メッシュサイズ＃８，＃１３）に，酸化チタンをコーティングしたものについても同様の測定をした。
【００５６】
上記のごとく測定した紫外線強度を，上記光触媒フィルターを配置しない状態で測定した場合の紫外線強度との比率から光透過率を算出した。
即ち，
光透過率（％）＝｛（光触媒フィルターを配置したときの強度）／（光触媒フィルターを配置しないときの強度）｝×１００
である。
算出結果を，図１２に示す。
【００５７】
同図から分かるように，比較例３，４の試料は，厚みを１０ｍｍとすると光透過率が殆ど０になるのに対し，試料２−１は，厚みを１０ｍｍとしても，光透過率は約２０％あり，また，試料２−２も，１０％近くの光透過率を有する。
即ち，本発明の光触媒フィルターは，従来のものに比べて確実に光透過率が向上していることが分かる。
【００５８】
実験例２
本例においては，図１３に示すごとく，実施形態例２で示した本発明の水処理用の光触媒フィルターの光触媒性能を評価した。
実験方法は以下の通りである。
まず，直径６０ｍｍの石英容器中に上記光触媒フィルターの試料（直径５０ｍｍ，厚み１０ｍｍ）と，濃度５０ｐｐｍのトリクレン水溶液５０ｃｃを入れ，蒸発を防止するために密閉した。
【００５９】
次いで，上記石英容器の底面から３ｃｍ離れた位置から低圧水銀ランプ（USIO製１０Ｗ）を所定時間照射した。
次いで，８０℃のオイルバス中で上記石英容器を温め，１時間保持することで水中に溶けていたトリクレンを蒸発させた。
次いで，蒸発したガス中に含まれるトリクレンの量をガスクロマトグラフ（島津製作所製GC-14A）により測定した。
【００６０】
また，比較として，凹凸表面層のない従来の光触媒フィルターについても同様の測定を行なった。更に，ブランクとして，上記トリクレン水溶液に対して試料を入れずに光（紫外線）照射のみを行なった場合のトリクレン濃度変化を測定した。
【００６１】
測定結果は，図１３に示す通りである。
同図において，トリクレン濃度比とは，初期のトリクレン濃度に対する各測定値の相対比である。即ち，濃度５０ｐｐｍのトリクレン水溶液５０ｃｃをそのまま８０℃のオイルバス中で加熱し，蒸発させて得たトリクレンの濃度を１００％とし，各測定値をその相対比で表したものがトリクレン濃度比である。
【００６２】
図１３より分かるように，ブランクの場合にもトリクレン濃度は，減少している。これは，紫外線のみによってもトリクレンはある程度分解することを示している。
また，図１３より分かるように，従来の光触媒フィルターを用いた場合には，ブランクに比べて，明らかにトリクレンの濃度の減少量が大きい。これは，従来の光触媒フィルターによって，トリクレンを吸着，分解した量を表している。
【００６３】
更に，本発明の光触媒フィルターを用いた場合には，従来の光触媒フィルターを用いた場合よりも一層トリクレンの濃度の減少量が大きい。この減少量が，上記光触媒フィルターに凹凸表面層を設けたことによる効果と考えられる。即ち，上記凹凸表面層によるトリクレンの吸着や，凹凸表面層による光触媒フィルターの担持量の増加等による効果と考えられる。
【００６４】
実験例３
本例においては，図１４，図１５に示すごとく，実施形態例３で示した本発明の空気清浄機用の光触媒フィルターの光触媒性能を評価した。
実験方法は以下の通りである。
まず，図１４に示すごとく，１．３リットルの反応器６１（PYREX製）内に，上記光触媒フィルター１の試料（５０×５０×１０ｍｍ）を，５０×５０ｍｍ面が垂直面となるように，上方から糸６２により吊るして配置した。
【００６５】
また，図１４に示すごとく，上記反応器６１はスターラー６３の上に載置され，該スターラー６３によって回転する攪拌子６４が上記反応器６１内の底部に配置してある。また，上記反応器６１の側方には，上記光触媒フィルター１の５０×５０ｍｍ面の正面にブラックライト６５を配置した。
【００６６】
次いで，上記攪拌子６４を回転させて反応器６１内のガスを流動させながら，０．２ｍｌのアセトアルデヒド（純度９０％，２３℃の飽和状態）を，注入口６６からシリンジを用いて注入した。アセトアルデヒドの注入は，上記ブラックライト６４の点灯から０，２０，４０，６０，８０分後にそれぞれ行なった（図１５）。
【００６７】
次いで，ブラックライト６５を点灯してから所定時間に，反応器６１内のガスをシリンジでサンプルリングした。このとき，上記ブラックライト６５の光強度は，上記光触媒フィルター１の位置で波長３６０ｎｍにおいて１ｍＷ／ｃｍ²とした。サンプリングしたガスをガスクロマトグラフに注入して定量分析を行なった。なお，上記ブラックライト６５は，点灯後５８分後に消灯した（図１５の破線）。
【００６８】
測定結果は，図１５に示す通りである。
同図より分かるように，ブランクの場合には，アセトアルデヒドは殆ど減少せず，注入される度に蓄積され，濃度が上昇している。これは，紫外線のみでは，アセトアルデヒドの分解は殆ど起らないことを示している。
また，図１５より分かるように，従来の光触媒フィルターを用いた場合には，アセトアルデヒドは，注入後１分後に約３／５まで減少し，２０分後には略全て吸着分解され，アセトアルデヒドの蓄積は殆どなかった。
【００６９】
これに対し，本発明の光触媒フィルターを用いた場合には，アセトアルデヒドは，注入後１分後に約１／４まで激減し，１０分程度で略全て吸着分解された。この結果より，本発明の光触媒フィルターの吸着・分解性能が従来品よりも優れていることが分かる。
【００７０】
また，従来の光触媒フィルターの場合には，ブラックライト消灯後は，注入後２０分経過してもアセトアルデヒドは完全に除去されずに蓄積されている。これに対し，本発明の光触媒フィルターの場合には，ブラックライト消灯後にも，注入後１０分後にはアセトアルデヒドは完全に除去された。これは，上記光触媒フィルターの吸着性能が，従来品よりも優れていることを示している。
即ち，このアセトアルデヒドの吸着の効果は，本発明の光触媒フィルターが凹凸表面層を有していることによる効果と考えられる。
【００７１】
実施形態例４
本例は，図１６〜図１８に示すごとく，実施形態例３の光触媒フィルターを用いた脱臭器の例である。
即ち，図１６に示すごとく，上記脱臭器７は，円筒７１と，該円筒７１の中心を挿通する紫外線ランプ７２と，上記円筒７１と紫外線ランプ７２との間に配設した光触媒フィルター１とからなる。上記脱臭器７の排気口７３には，ファン７３１が取付けられている。該ファン７３１を回転させることにより，被処理空気を上記脱臭器７の吸気口７４から吸入して上記光触媒フィルター１内に導入し，浄化された空気を上記排気口７３から排出する。
図１６において，符号７５は電源であり，符号７６はインバータである。
【００７２】
上記脱臭器７の脱臭効果を評価した。
即ち，上記脱臭器７を設置した２００リットルの容器内に，１００ｐｐｍのアセトアルデヒドを２００リットル導入し，その濃度の時間変化をガス検知管を用いて測定した。また，比較として，活性炭４４ｇからなる市販の脱臭剤（２６０リットル用）を上記と同様の容器内に配置して同様の測定を行なった。
測定結果を図１７に示す。
【００７３】
同図より分かるように，市販の脱臭剤では，アセトアルデヒドの濃度は，殆ど減少させることができなかった。これに対し，本例の脱臭器では確実にアセトアルデヒドの除去が行なわれ，９０分後には，当初１００ｐｐｍあったアセトアルデヒドを１ｐｐｍ以下まで減少させることができた。
【００７４】
また，アンモニアに対する脱臭効果についても評価した。その結果は，図１８に示す通りである。
同図から分かるように，市販の脱臭剤では，初期濃度１５０ｐｐｍのアンモニアを１００ｐｐｍにまでしか減少させることができなかった。これに対し，本例の脱臭器７によると，３０分後に数ｐｐｍにまで減少させることができた。
以上の結果より，本例の脱臭器は，市販の脱臭剤では対応することのできない過酷な条件下においても，優れた脱臭効果を有することが分かる。
【００７５】
実施形態例５
本例は，図１９に示すごとく，電子顕微鏡写真を用い，実施形態例２の光触媒フィルター１と従来品の骨格筋の太さを比較観察した例である。
即ち，図１９（Ａ）が，実施形態例２の試料２を１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。一方，図１９（Ｂ）が，市販のセラミック多孔体（メッシュサイズ＃８）に光触媒を担持させた従来の光触媒フィルターを１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。図１９（Ａ），（Ｂ）において，白色部分が骨格筋を表し，黒色部分が空孔部を表す。
【００７６】
図１９（Ａ），（Ｂ）から分かるように，実施形態例２の試料２（図１９（Ａ））は，従来品（図１９（Ｂ））と比較して，骨格筋が細く，空孔部が大きいことが分かる。
即ち，本例によれば，本発明の光触媒フィルターに用いられているセラミック多孔体の骨格筋は従来品に比べて細く，光触媒フィルターの内部にまで光が照射され易い構造となっていることが分かる。
【００７７】
【発明の効果】
上述のごとく，本発明によれば，光触媒機能を充分に発揮することができ，浄化効率に優れた光触媒フィルターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１における，（Ａ）光触媒フィルターの説明図，及び（Ｂ）（Ａ）のＡ−Ａ線断面説明図。
【図２】実施形態例１における，セラミック多孔体の斜視図。
【図３】実施形態例１における，光触媒フィルターの製造方法の説明図。
【図４】実施形態例２における，（Ａ）光触媒フィルター（試料１）の図面代用電子顕微鏡写真（１２０倍），（Ｂ）（Ａ）を更に拡大した図面代用電子顕微鏡写真（８００倍）。
【図５】実施形態例２における，（Ａ）光触媒フィルター（試料２）の図面代用電子顕微鏡写真（１２０倍），（Ｂ）（Ａ）を更に拡大した図面代用電子顕微鏡写真（８００倍）。
【図６】実施形態例２における，（Ａ）光触媒フィルター（試料３）の図面代用電子顕微鏡写真（１２０倍），（Ｂ）（Ａ）を更に拡大した図面代用電子顕微鏡写真（８００倍）。
【図７】実施形態例２における，光触媒フィルターの酸化チタン担持量の測定結果を表す線図。
【図８】実施形態例３における，光触媒フィルターの表面の図面代用電子顕微鏡写真（２５０倍）。
【図９】比較例２の光触媒フィルターの表面の図面代用電子顕微鏡写真（１０００倍）。
【図１０】実施形態例３における，光触媒フィルターの酸化チタン担持量の測定結果を表す線図。
【図１１】実験例１における，光触媒フィルターの光透過性の評価方法の説明図。
【図１２】実験例１における，光触媒フィルターの光透過率の測定結果を表す線図。
【図１３】実験例２における，光触媒フィルターによるトリクレンの濃度減少を表す線図。
【図１４】実験例３における，実験方法を表す説明図。
【図１５】実験例３における，光触媒フィルターによるアセトアルデヒドの濃度減少を表す線図。
【図１６】実施形態例４における，脱臭器の説明図。
【図１７】実施形態例４における，脱臭器によるアセトアルデヒドの濃度減少を表す線図。
【図１８】実施形態例４における，脱臭器によるアンモニアの濃度減少を表す線図。
【図１９】実施形態例５における，（Ａ）本発明の光触媒フィルターの電子顕微鏡写真（１０倍），（Ｂ）従来の光触媒フィルターの電子顕微鏡写真。
【符号の説明】
１．．．光触媒フィルター，
２．．．セラミック多孔体，
２０．．．泥漿，
２１．．．骨格筋，
３．．．表層用セラミック粒子，
３０．．．凹凸表面層，
４．．．光触媒，
５．．．ウレタンフォーム，
７．．．脱臭器，

Claims (7)

1. 三次元網目構造を有するセラミック多孔体の表面に表層用セラミック粒子によって形成した凹凸表面層を有してなると共に，該凹凸表面層に光触媒を担持させてなり，かつ，上記表層用セラミック粒子は，平均粒径が１μｍ〜１００μｍであることを特徴とする光触媒フィルター。
2. 請求項１において，上記セラミック多孔体を構成する骨格筋の直径は，１００〜１０００μｍであることを特徴とする光触媒フィルター。
3. 請求項１又は２において，上記光触媒フィルターは，厚み５ｍｍにおける光透過率が１０〜５０％であることを特徴とする光触媒フィルター。
4. 請求項１〜３のいずれか一項において，上記光触媒は，酸化チタンであることを特徴とする光触媒フィルター。
5. 三次元網目構造を有する有機多孔体に，セラミック微粉末とバインダーとを含む泥漿を含浸付着させ，該泥漿が乾燥しない間に表層用セラミック粒子を上記泥漿に付着させ，乾燥した後，これらを加熱して上記有機多孔体を焼失させると共に，上記セラミック微粉末及び表層用セラミック粒子を焼結させることにより，三次元網目構造を有するセラミック多孔体の表面に上記表層用セラミック粒子よりなる凹凸表面層を形成してなるセラミック多孔体を作製し，次いで，該セラミック多孔体の上記凹凸表面層に光触媒を担持させることにより，光触媒フィルターを製造する方法であって，
   かつ，上記表層用セラミック粒子は平均粒径１〜１００μｍであることを特徴とする光触媒フィルターの製造方法。
6. 請求項５において，上記セラミック多孔体を構成する骨格筋の直径は，１００〜１０００μｍであることを特徴とする光触媒フィルターの製造方法。
7. 請求項５又は６において，上記光触媒は，酸化チタンであることを特徴とする光触媒フィルターの製造方法。

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