JPWO2011114894A1

JPWO2011114894A1 - 光触媒フィルタ

Info

Publication number: JPWO2011114894A1
Application number: JP2012505604A
Authority: JP
Inventors: 徳岳　文夫; 文夫徳岳; 寛治太田
Original assignee: O.T.A INC.; SHONAN CERAMICS CO., LTD.
Current assignee: O.T.A INC.; SHONAN CERAMICS CO., LTD.
Priority date: 2010-03-17
Filing date: 2011-03-03
Publication date: 2013-06-27
Anticipated expiration: 2031-03-03
Also published as: JP5395253B2

Abstract

少なくともアルミナセラミックを基材とする光触媒フィルタよりも脆性破壊しにくい光触媒フィルタ、望ましくは、更に強度的に強く、任意の形状、大きさに容易に形成でき、軽く、薄い光触媒フィルタである。プラスチックまたは金属またはガラスの単体、あるいはこれらの群から選択された２以上の材料の複合体であって、少なくともアルミナセラミックよりも脆性破壊しにくく、表面に凹部が形成された基材を用い、その基材の表面凹部内を含む当該基材表面に光触媒層を形成するとともに、その基材に空気を通過させる孔を形成する

Description

本発明は、光触媒を利用してウイルスなどの有害物を捕獲、分解除去する光触媒フィルタに関するものである。

従来より、光触媒を利用してウイルスなどの有害物を捕獲、分解除去する光触媒フィルタが開発され、製品化されている。

現在市販されている光触媒フィルタは、アルミナセラミック多孔質体を基材として、その基材表面に酸化チタン（二酸化チタン：ＴiＯ2）からなる紫外線応答型の光触媒層を形成したものが主流を占めている。なお、酸化チタンには、光触媒性能の高いアナターゼ型が主として使用される。酸化チタンは、光触媒活性層の比表面積を拡大させて分解除去能力を高めるために、粒径が小さい微粒子、とりわけ粒径数ナノオーダーのナノ粒子が用いられる。

光触媒フィルタは、空気清浄用、水（汚染排水）清浄用と様々な用途に用いられる。また空気清浄用としても、空気清浄機内に収容されるもの、室内への空気導入路あるいは室外への空気排気路に取り付けられるものなどがあり、様々な場所に設けることができる。

光触媒フィルタを、たとえば空気清浄機内に収容する場合には、空気清浄機の筐体内に、光触媒フィルタに加えて、紫外線ランプが収容される。紫外線ランプは、光触媒に紫外線を照射し光触媒を励起し空気中の有害物を酸化分解させるために用いられる。また同筐体内に、外気を取り込み光触媒フィルタに空気を通過させて外部に排出させるために吸入ファンが収納される。

これにより空気清浄機に外気が取り込まれて光触媒フィルタを外気が通過し、その際に有害物が光触媒フィルタで捕獲、分解除去され、清浄な空気となって外部に排出される。

本出願人は、下記特許文献１に掲げるように、光触媒を利用して空気中の汚染物質を分解除去する空気清浄機に関する考案であって、家庭用にコンパクト化し、かつメンテナンス性を高めた機構、構造に関する考案を、既に出願し、実用新案登録している。

光触媒の基材に、セラミックを用いているのは、表面に凹部が形成されており、それにより、吸水性があり、光触媒フィルタの製造の際に酸化チタンのスラリーを表面で吸水して保持できる利点があること、また紫外線を照射しても酸化しにくいこと、などの理由からである。また、アルミナセラミックを用いているのは、光の反射性がよく紫外線が光触媒に効率よく照射され酸化分解能力が高まるなどの理由からである。

また光触媒の基材を多孔質体としているのは、有害物除去対象となる空気を通過させるため、また光透過性を高めて光触媒に紫外光を効率よく照射して酸化分解能力を高めるためなどの理由による。
実用新案登録第３１５０８９４号公報（実願２００９-１５９５号）

しかし、アルミナセラミックを基材とする光触媒フィルタは、脆性破壊し易く、僅かな衝撃で割れてしまう。たとえば空気清浄機から光触媒フィルタを出し入れする際に、高い位置から落下させると、割れることがある。

また強度的に弱いために、薄いものを製造しにくい。また脆性破壊性故に機械加工しにくく、割れにくくするために形状や大きさに制限がある。このため、任意の形状および大きさに仕上げたり、均等な通気用の孔を狭い間隔で形成することが難しい。また、プラスチックなどと比較して重量的に重い。

本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、少なくともアルミナセラミックを基材とする光触媒フィルタよりも脆性破壊しにくい光触媒フィルタ、望ましくは、更に強度的に強く、任意の形状、大きさに容易に形成でき、軽く、薄い光触媒フィルタを市場に提供することを解決課題とするものである。

第１発明は、
プラスチックまたは金属またはガラスの単体、あるいはこれらの群から選択された２以上の材料の複合体であって、少なくともアルミナセラミックよりも脆性破壊しにくく、表面に凹部が形成された基材と、
前記基材の表面凹部内を含む当該基材表面に形成された光触媒層と
を含んで構成され、
空気を通過させる孔が形成されている光触媒フィルタであることを特徴とする。

第２発明は、
プラスチックまたは金属またはガラスの単体、あるいはこれらの群から選択された２以上の材料の複合体であって、少なくともアルミナセラミックよりも脆性破壊しにくく、表面に凹部が形成された第１の基材と、
前記第１の基材の表面凹部内を含む当該第１の基材表面に形成された第２の基材であって、セラミックまたは石膏またはセメントの単体、あるいはこれらの群から選択された２以上の材料の複合体であって、表面に凹部が形成されている第２の基材と、
前記第２の基材の表面凹部内を含む当該第２の基材表面に形成された光触媒層と
を含んで構成され、
空気を通過させる孔が形成されている光触媒フィルタであることを特徴とする。

第３発明は、
プラスチックまたは金属またはガラスの単体、あるいはこれらの群から選択された２以上の材料の複合体であって、少なくともアルミナセラミックよりも脆性破壊しにくい第１の基材と、
前記第１の基材の表面に形成された溝部と、
前記第１の基材の溝部内を含む当該第１の基材表面に形成された第２の基材であって、セラミックまたは石膏またはセメントの単体、あるいはこれらの群から選択された２以上の材料の複合体であって、表面に凹部が形成されている第２の基材と、
前記第２の基材の表面凹部内を含む当該基材表面に形成された光触媒層と
を含んで構成され、
空気を通過させる孔が形成されている光触媒フィルタであることを特徴とする。

第４発明は、
粒状に形成され、表面に凹部が形成された基材と、当該基材の表面凹部内を含む当該基材表面に形成された光触媒層とからなる粒状の光触媒担持体の集合体と、該集合体を収容する収容体とからなる光触媒フィルタであることを特徴とする。

第５発明は、
粒状に形成され、表面に凹部が形成された基材と、当該基材の表面凹部内を含む当該基材表面に形成された光触媒層とからなる粒状の光触媒担持体と、
前記粒状の光触媒担持体を複数収納するケースであって、各光触媒担持体同士の空隙に空気を通過させる孔が形成されている収納ケースと
からなる光触媒フィルタであることを特徴とする。

第６発明は、第１発明または第２発明または第３発明において、
光触媒フィルタは、板状に形成され、空気を通過させる複数の孔が板厚
方向に貫通していることを特徴とする。

第７発明は、第３発明において、
光触媒フィルタの第１の基材は、板状に形成され、空気を通過させる複数の孔が板厚方向に貫通しており、
前記複数の孔の周囲を凸部に形成することで溝部として構成されていることを特徴とする。

第８発明は、第５発明において、
収納ケースは、板状の筐体として構成され、
空気を通過させる複数の孔が形成された部材が、板状の筐体のオモテ面および裏面を成し、
板状の筐体内部から前記粒状の光触媒担持体を出し入れする開閉自在の出し入れ口が設けられていることを特徴とする。

第９発明は、第１発明または第２発明または第３発明において、
前記光触媒フィルタは、前記基材または前記第２の基材の表面に形成された凹部内から、気泡を取り除くことにより、基材表面凹部内に光触媒のスラリーを入り込ませて、製造されてなるものであり、
前記基材または前記第２の基材の表面凹部の底面に至るまで光触媒の粒子が入り込んだ光触媒層が、基材表面に形成されている
ことを特徴とする。

第１０発明は、第４発明または第５発明において、
前記粒状の光触媒担持体は、前記粒状の基材の表面に形成された凹部内から、気泡を取り除くことにより、粒状の基材表面凹部内に光触媒のスラリーを入り込ませて、製造されてなるものであり、
前記粒状の基材表面凹部の底面に至るまで光触媒の粒子が入り込んだ光触媒層が、前記粒状の基材表面に形成されている光触媒担持体の集合体を含んで光触媒フィルタが構成されている
ことを特徴とする。

第１１発明は、第１発明から第５発明において、
光触媒は、酸化チタンであることを特徴とする。

第１２発明は、第１発明から第５発明において、
前記基材または前記第２の基材の表面に形成された光触媒層は、光触媒の粒子以外のバインダーを含む添加物を有しない光触媒の粒子のみからなる層であることを特徴とする。

第１３発明は、第１発明から第５発明において、
光触媒は、粒径が５ｎｍから２０ｎｍのナノ粒子であって、
前記基材または前記第２の基材の表面に形成された光触媒層は、前記ナノ粒子が単独として、または、前記ナノ粒子が、１０ｎｍから１００ｎｍの径の集合体として存在し、
これら単独のナノ粒子同士の間またはナノ粒子の集合体同士の間または単独のナノ粒子とナノ粒子の集合体との間が接点で結合しており、かつそれらの間は、０．１ｎｍから１０ｎｍの均等な空隙を有していることを特徴とする。

第１４発明は、第３発明において、前記第１の基材の表面上の溝部内に、凹部が形成され、前記第１の基材の溝部内に形成された凹部を含む当該第１の基材表面に、前記第２の基材が形成されていることを特徴とする。

第１５発明は、第１発明または第２発明または第１４発明において、
凹部は、サンドブラストを施すことにより形成されていることを特徴とする。

第１６発明は、第１発明または第２発明または第１４発明において、
凹部は、エッチングを施すことにより形成されていることを特徴とする。

第１７発明は、第４発明または第５発明において、
前記粒状に形成された基材は、セラミックまたはゼオライトまたは人工ゼオライトまたは軽石または石膏または珪藻土であることを特徴とする。

第１８発明は、
少なくともアルミナセラミックよりも脆性破壊しにくいセラミックからなる第１の基材と、
前記第１の基材の表面凹部内を含む当該第１の基材表面に形成されたアルミナセラミックからなる第２の基材と、
前記第２の基材の表面凹部内を含む当該第２の基材表面に形成された光触媒層と
を含んで構成されている光触媒フィルタであることを特徴とする。

第１９発明は、第１８発明において、
前記光触媒フィルタは、前記第２の基材の表面に形成された凹部内から、気泡を取り除きつつ、表面に光触媒のスラリーを供給することにより、表面凹部内に光触媒のスラリーを入り込ませて、製造されてなるものであり、
前記第２の基材の表面凹部の底面に至るまで光触媒の粒子が入り込んだ光触媒層が、基材表面に形成されていることを特徴とする。

第２０発明は、第１発明または第２発明または第３発明または第１８発明において、
光触媒フィルタは、紫外線ランプが当該光触媒フィルタの内周面に対して所定の大きさの隙間を以って挿通し得る中空状に形成され、前記孔は当該光触媒フィルタの肉厚方向に貫通していることを特徴とする。

第２１発明は、第４発明において、
収容体は、紫外線ランプが挿通し得る中空状に形成され、当該収容体の外周面および内周面に開口部が形成されていることを特徴とする。

第２２発明は、第２０発明において、
光触媒フィルタは、円筒状に形成されていることを特徴とする。

第２３発明は、第２１発明において、
収容体は、円筒状に形成されていることを特徴とする。

第２４発明は、第２０発明において、
紫外線ランプの挿通方向に対して垂直となる光触媒フィルタの断面の形状は、四角形であることを特徴とする。

第２５発明は、第２１発明において、
紫外線ランプの挿通方向に対して垂直となる収容体の断面の形状は、四角形であることを特徴とする。

第２６発明は、第２０発明において、
前記所定の大きさの隙間は、２ｍｍ〜２０ｍｍであることを特徴とする。

第２７発明は、第１発明において、
前記基材の表面に複数の凹部が形成され、前記基材の表面に前記凹部よりも細かい複数の微細凹凸が形成されており、当該基材の表面に光触媒層が形成されていること
を特徴とする。

第２８発明は、第１発明または第２７発明において、
光触媒フィルタは、プラスチックを材料とする基材を含んで構成され、平板状に形成され、ルーバ構造であること
を特徴とする。

第２９発明は、第１発明または第２７発明において、
光触媒フィルタは、プラスチックを材料とする基材を含んで構成され、紫外線ランプが当該光触媒フィルタの内周面に対して所定の大きさの隙間を以って挿通し得る中空状に形成され、ルーバ構造であること
を特徴とする。

第３０発明は、第２７発明において、
前記複数の凹部を横断する溝であって、光触媒層による有害物の酸化分解生成物が導かれる溝が形成されていることを特徴とする。

本明細書において「凹部」とは、スラリー等液状のものを吸い込む、「吸水性」を有する大きさ、形状に形成された部位の意味で用いる。

第１発明では、基材が「プラスチックまたは金属またはガラスの単体、あるいはこれらの群から選択された２以上の材料の複合体であって、少なくともアルミナセラミックよりも脆性破壊しにくい」材料で構成されている。このため、少なくともアルミナセラミックを基材とする光触媒フィルタよりも割れにくい光触媒フィルタが得られる。さらに、望ましくは、更に強度的に強く、任意の形状、大きさに形成でき、軽く、薄い光触媒フィルタが得られる。

また、基材の表面に、たとえばサンドブラスト、エッチングを施すことにより凹部が形成されており（第１５発明、第１６発明）、この基材の表面凹部内を含む当該基材表面に光触媒層が形成されている。このため基材の表面に光触媒層が密着し、光触媒層が基材の表面から剥がれにくいものとなる。よって、基材から光触媒層が剥離し難い光触媒フィルタが得られ、光触媒フィルタとしての耐久性が担保される。

第２発明では、第１発明と同様に、第１の基材が「プラスチックまたは金属またはガラスの単体、あるいはこれらの群から選択された２以上の材料の複合体であって、少なくともアルミナセラミックよりも脆性破壊しにくい」材料で構成されている。このため、少なくともアルミナセラミックを基材とする光触媒フィルタよりも割れにくいものとなる。

また、第１の基材の表面に、同様に凹部が形成されており、この第１基材の表面凹部内を含む当該第１の基材表面に「セラミックまたは石膏またはセメントの単体、あるいはこれらの群から選択された２以上の材料の複合体」で構成された第２の基材が形成されている。このため、第１の基材表面に第２の基材が密着し、第２の基材は第１の基材表面から剥がれにくいものとなる。

また、第２の基材表面には凹部が形成されており、この第２の基材の表面凹部内を含む当該第２の基材表面に光触媒層が形成されている。このため、第２の基材表面に光触媒層が密着し、光触媒層は第２の基材表面から剥がれにくいものとなる。

よって、第２発明によれば、異なる材料で各層を構成したとしても第１の基材の表面から第２の基材が剥離し難くなるとともに、第２の基材の表面から光触媒層が剥離し難い光触媒フィルタが得られ、光触媒フィルタとしての耐久性が担保される。

第３発明では、第１発明、第２発明と同様に、第１の基材が「プラスチックまたは金属またはガラスの単体、あるいはこれらの群から選択された２以上の材料の複合体であって、少なくともアルミナセラミックよりも脆性破壊しにくい」で構成されている。このため、少なくともアルミナセラミックを基材とする光触媒フィルタよりも割れにくいものとなる。

また、第１の基材の表面溝部内を含む当該第１の基材表面に「セラミックまたは石膏またはセメントの単体、あるいはこれらの群から選択された２以上の材料の複合体」からなる第２の基材が形成されている。このため、第１の基材表面に第２の基材が密着し、第２の基材は第１の基材表面から剥がれにくいものとなる。

また、第２の基材表面には凹部が形成されており、この第２の基材の表面凹部内を含む当該第２の基材表面に光触媒層が形成されている。このため、第２の基材表面に光触媒層が密着し、光触媒層は第２の基材表面から剥がれにくいものとなる。よって、異なる材料で各層を構成したとしても第１の基材から第２の基材が剥離し難くなるとともに、第２の基材から光触媒層が剥離し難い光触媒フィルタが得られ、光触媒フィルタとしての耐久性が担保される。

ここで、第３発明の「溝部」は、たとえば、板状に形成された第１の基材の板厚方向に貫通した、空気通過用の複数の孔の周囲を凸部とすることで構成することができる（第７発明）。

また、第３発明において、第１の基材の表面上の溝部内に、凹部を形成し、その第１の基材の溝部内に形成された凹部を含む当該第１の基材表面に、第２の基材を形成してもよい（第１４発明）。

第４発明では、粒状に形成され、凹部が形成された基材と、当該基材の表面凹部内を含む当該基材表面に形成された光触媒層とからなる粒状の光触媒担持体の集合体と、集合体を収容する収容体とによって、光触媒フィルタが構成される。

集合体を構成する個々の粒状の光触媒担持体同士の間には、自ずと空隙が生じている。粒状の光触媒担持体同士の間の空隙を、有害物を含んだ空気あるいは液体が通過する。粒状の光触媒担持体同士の間の空隙を、たとえば空気が通過する際に、空気中の有害物が光触媒担持体により捕獲、分解除去される。これにより光触媒フィルタとしての機能が担保される。第４発明では、光触媒担持体を粒状としているため、従来の板状の光触媒フィルタのサイズよりも小さくすることができる。このため、たとえば、空気清浄機に収納したり、取り外したりする際に衝撃が加えられたとしても、粒状の光触媒担持体の割れを飛躍的に抑制することができる。

粒状の光触媒担持体の集合体が収容体に収容されることで、光触媒フィルタが構成される。この場合、粒状の光触媒担持体の集合体を空間的に保持することができるのであれば、ネット、袋（たとえば材料は、プラスチック、ゴム、ナイロンなどの材料であって耐紫外線の材料）などの外形が容易に変形する可撓性のある収容体であってもよく、収容ケース（たとえば、材料は、金属）などの変形しにくい収容体であってもよい。

また、粒状に形成された基材の表面凹部内を含む当該基材表面に光触媒層が形成されている。このため、粒状の基材表面に光触媒層が密着し、光触媒層は粒状の基材表面から剥がれにくいものとなる。よって、粒状の基材の表面から光触媒層が剥離し難い光触媒フィルタが得られ、光触媒フィルタとしての耐久性が担保される。

第５発明では、第４発明における粒状の光触媒担持体が収納ケースに収容されて、収納ケースに形成された孔を介して、各光触媒担持体同士の空隙を、有害物を含んだ空気あるいは液体が通過する。

ここで、金属などを材料として収容ケースを構成し、収容ケース内に粒状の光触媒担持体を収容して保護すれば、外部からの衝撃が直接粒状の光触媒担持体に加えられることがなくなり、内部の粒状の光触媒担持体の割れを一層抑制することができる。

粒状に形成された基材は、セラミックまたはゼオライトまたは人工ゼオライトまたは軽石または石膏または珪藻土とすることができる（第１７発明）。これらを材料とする基材は、吸水性を有している。このため粒状の基材の表面凹部に光触媒が入り込み、粒状の基材表面に光触媒層を密着させることができる。

上述した基材または第２の基材または粒状の基材の表面に光触媒層を強固に密着させ極めて剥離し難くするためには、表面に形成された凹部内から、気泡を取り除きつつ、当該表面に光触媒のスラリーを供給すればよい。これにより表面凹部内に光触媒のスラリーが底面に至るまで入り込んだ光触媒フィルタが得られ、きわめて光触媒層を剥離し難くすることができる（第９発明、第１０発明）。

図１（ａ）、（ｂ）は、本実施例の光触媒フィルタの表層断面の写真（図１（ａ））と、従来技術１の製造方法にて製造された光触媒フィルタの表層断面の写真（図１（ｂ））とを対比して示す図である。図２は、第１実施例の製造方法によって製造される光触媒フィルタの表層の断面を示す図である。図３は、第１実施例の製造方法を実施するための製造装置の一例を示した図である。図４（ａ）、（ｂ）は、本実施例の光触媒フィルタの表層断面の写真（図４（ａ））と、従来技術２の製造方法にて製造された光触媒フィルタの表層断面の写真（図４（ｂ））とを対比して示す図である。図５（ａ）は、第１実施例の製造方法によって製造された光触媒フィルタの表層の断面構造を概念的に示す図である。図６に、第３実施例の光触媒フィルタの構成例を示す図で、図６（ａ）、（ｂ）はそれぞれ光触媒フィルタの側面図および正面図、図６（ｃ）は光触媒フィルタの表層の断面図である。図７は、第４実施例の光触媒フィルタの表層断面構造を示す図である。図８は、第５実施例の光触媒フィルタの表層断面を示す図である。図９（ａ）は、第６実施例の光触媒フィルタを構成する第１の基材の一部斜視図を示す図で、図９（ｂ）は、第６実施例の光触媒フィルタの表層断面図である。図１０（ａ）は、第３実施例の光触媒フィルタについての実験結果、図１０（ｂ）は、第６実施例の光触媒フィルタについての実験結果をそれぞれ示す図である。図１１は、第７実施例の光触媒フィルタの断面構造を示す図である。図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ第３実施例の基材の構成例を示した図である。図１３（ａ）は、第８実施例の粒状の光触媒担持体の集合体を示した図で、図１３（ｂ）は、第８実施例の粒状の光触媒担持体の集合体がネットからなる収容体に収容された光触媒フィルタが、空気清浄機の収納ケースに収納される様子を示した図である。図１４（ａ）は、粒状の光触媒担持体２１の表層の断面を示す図で、図１４（ｂ）は、光触媒フィルタを構成する収納ケースの構成例を示す図である。図１５（ａ）は、収容ケースとして構成された収容体と、収容ケース内に収容された粒状の光触媒担持体の集合体とからなる光触媒フィルタの正面斜視図で、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）に示す光触媒フィルタ（収容ケース３１）の断面図である。図１６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、光触媒フィルタを構成する収納ケースの構成例を示す図である。図１７（ａ）は、セラミック多孔質体に酸化チタンのスラリーが供給される様子を示す図で、図１７（ｂ）、（ｃ）は、従来技術１の製造方法によって製造される光触媒フィルタの表層の断面を示す図である。図１８は、光触媒フィルタを中空状に形成する各構成例を示した図で、図１８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、光触媒フィルタを円筒形状に形成した構成例を例示した図である。図１９は、図１８（ａ）に示される光触媒フィルタを用いて構成した空気清浄機の構成例を例示する図で、図１９（ａ）は、空気清浄機の構成を斜視図にて示したものであり、図１９（ｂ）は、空気清浄機の断面を示すとともに空気の流れを説明する図である。図２０（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図１８（ｂ）、図１９（ｂ）に相当する他の構成例を示す図である。図２１（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図１８（ｂ）、図１９（ｂ）に相当する他の構成例を示す図である。図２２は、収納ケースを室内用エアコンあるいは自動車用エアコンのダクト内に配置する使用例を例示する図である。図２３は、図１９〜図２１に示す空気清浄機のレイアウトとは異なるレイアウトの構成例を示す図で、図２３（ａ）は空気清浄機の縦断面図を示し、図２３（ｂ）は、図２３（ａ）のＡ−Ａ断面を示し、図２３（ｃ）は、図２３（ａ）のＢ−Ｂ断面を示した図である。図２４は、図１８（ａ）に対応する第３実施例の光触媒フィルタを例示する図である。図２５は、図１８（ａ）に対応する光触媒フィルタを示す図で、収容体が円筒形状に形成された光触媒フィルタを示す図である。図２６は、筐体を配管内に配置する使用例を例示する図である。図２７は、第９実施例の光触媒フィルタを示す図であり、図２７（ａ）は、光触媒フィルタの正面図、図２７（ｂ）は、図２７（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図２８（ａ）は、光触媒フィルタの表層部を示す図で、図２８（ｂ）は、図２８（ａ）の凹部１１を拡大して示す図である。図２９は、図１３（ｂ）に示すのと同様の収納ケース内に配置、収納される光触媒フィルタを示した断面図である。図３０は、ルーバ構造の光触媒フィルタを円筒形状に形成した場合を例示する図で、図３０（ａ）は斜視図で、図３０（ｂ）は断面図である。図３１は、第１０実施例に用いられる基材を例示した図であり、ルーバ構造の光触媒フィルタを構成する基材を示した図であり、図３１（ａ）は、基材のうち羽板の部分を上面からみた図で、図３１（ｂ）は、羽板の断面図で、図３１（ｃ）は、羽板の表面を一部拡大して示す斜視図である。図３２（ａ）は、第１０実施例に示される製法によって製造される光触媒フィルタの作用を概念的に示す断面図で、図３２（ｂ）は、第９実施例に示される製法によって製造される光触媒フィルタの作用を概念的に示す断面図である。図３３（ａ）、（ｂ）は、溝の形成態様を例示する図である。

１０基材、１３第１の基材、１４第２の基材、１７粒状の基材、１１、１５、１８凹部、１６溝部、２０光触媒層（酸化チタン層）、２１粒状の光触媒担持体、２２集合体、３０光触媒フィルタ、３１収容体、４１収納ケース

以下、図面を参照して、本発明に係る光触媒フィルタの実施の形態について説明する。

なお、本明細書では、光触媒として酸化チタンを例示しているが、将来の技術改善により実用化できるのであれば、酸化亜鉛、ガリウムリン、ガリウム砒素などの任意の光触媒に本発明を適用することができる。

（第１実施例）
まず、アルミナセラミック層上に酸化チタンが強固に密着した光触媒フィルタの製造方法について説明する。

図３は、第１実施例の製造方法を実施するための製造装置の一例を示している。

同図３に示すように、第１実施例の製造装置は、真空容器８０と、真空容器８０に、吸入口８１ａが連通し、真空容器８０内の空気を吸引して真空容器８０内を大気圧よりも低圧の真空状態にするポンプ（真空ポンプ）８１と、真空容器８０を載置し真空容器８０を振動させる振動板８２と、振動板８２を振動させる加振器８３と、真空容器８０の上方に設けられ酸化チタンのスラリー２９が貯留されたタンク８４と、真空容器８０の下方に向けて真空容器８０内に酸化チタンのスラリー２９を滴下し供給するノズル８５と、タンク８４とノズル８５とを連通する供給路８６と、供給路８６上に設けられ供給路８６を開閉するバルブ８７とを含んで構成されている。なお、ノズル８５および供給路８６は、真空ポンプ８０の密閉性を保ちポンプ８１による吸引を阻害しない程度の小口径および小開口面積に定められる。

酸化チタンのスラリー２９は、溶媒と酸化チタン微粉末のみからなり、これら以外のバインダーを含む添加物が添加されていない１００％酸化チタンからなる溶液である。酸化チタン微粉末は、粒径１〜１００ｎｍ程度のナノ粒子で構成され、好ましくは、１桁ナノオーダーの粒径（１０ｎｍ以下）のものを用いる。酸化チタン粒子を所定量だけ所定量の水に分散させてスラリー状とする。なお、市販のアナターゼ型ＴiＯ2水溶液を使用することができる。

まず、真空容器８０内に、アルミナセラミック（α-Ａｌ2Ｏ3）の多孔質体（アルミナセラミックフォーム）１０を基材として入れる。アルミナセラミック多孔質体１０は、たとえば平板状に形成されている。アルミナセラミック多孔質体（アルミナセラミックフォーム）１０は、従来と同様に、ウレタンフォーム多孔質体を原材料として製造されたものである。

つぎにポンプ８１および加振器８３を作動させて、アルミナセラミック多孔質体１０を微振動させるとともに、真空容器８０内を真空状態にする。

つぎに、バルブ８７を開き、タンク８４内の酸化チタンのスラリー２９を供給路８６、ノズル８５を介して、真空容器８０内のアルミナセラミック多孔質体１０の表面に供給する。必要な量を供給し終えたら、バルブ８７を閉じる。

つぎに、アルミナセラミック多孔質体１０の表面に酸化チタンのスラリー２９が、浸漬されている状態を所定時間（たとえば２０分）保持する。所定時間経過後、ポンプ８１および加振器８３の作動を停止し、真空容器８０から、酸化チタンのスラリー２９が表面に付着しているアルミナセラミック多孔質体１０を取り出す。以後、自然乾燥して、アルミナセラミック多孔質体１０の表面に酸化チタン層２０が形成された光触媒フィルタ３０を得る。

図２は、第１実施例の製造方法によって製造される光触媒フィルタ３０の表層の断面を示す。

アルミナセラミック多孔質体１０の表面には、断面でみて底広がりの壺状に形成された凹部１１が形成されている。凹部１１は、スラリー等の液状体を吸い込む、「吸水性」を有する大きさ、形状に形成されている。凹部１１は、直径が０．１μｍ〜１０μｍの大きさである。

酸化チタンのスラリー２９がアルミナセラミック多孔質体１０の表面に供給されると、セラミック層１０の表面の凹部１１内に酸化チタンのスラリー２９が流れ込む。このとき凹部１１内で気泡が発生する。気泡は、酸化チタンのスラリー２９が凹部１１内に入り込むことを阻害する。ここで、本実施例では、アルミナセラミック多孔質体１０を微振動させつつ、真空状態にしている。これによりアルミナセラミック多孔質体１０の表面に形成された凹部１１内から、気泡が取り除かれる。そして、凹部１１内から気泡を取り除きつつ、アルミナセラミック多孔質体１０に対して、酸化チタンのスラリー２９を供給し続ける。こうしてセラミック多孔質体１０の表面に形成された凹部１１内から、気泡を取り除きつつ、アルミナセラミック多孔質体１０に対して、酸化チタンのスラリー２９を供給し続けた結果、凹部１１内に酸化チタンのスラリー２９が、気泡に阻害されることなく、入り込む。なお、以下では、この製造技術のことを、「気泡を取り除く」製造技術というものとする。

この結果、図２に示すように、セラミック層１０表面凹部１１の底面１１ａまで酸化チタンが入り込むとともに、図１（ｂ）に示す光触媒フィルタ３０´の断面構造に比べて、酸化チタン粒子同士が接点で結合し酸化チタン粒子同士の間で空隙が小さくなり酸化チタン粒子同士の間の空隙が均等となっている酸化チタン層２０が得られる。このため酸化チタン粒子のセラミック層１０表面へのアンカー効果が高くセラミック層１０表面に強固に密着し剥離しにくい酸化チタン層２０が得られる。

たとえば酸化チタンを、粒径が５ｎｍから２０ｎｍのナノ粒子とすると、セラミック層１０の表面に形成された酸化チタン層２０は、ナノ粒子が単独として、または、ナノ粒子が、１０ｎｍから１００ｎｍの径の集合体として存在しており、これら単独のナノ粒子同士の間またはナノ粒子の集合体同士の間または単独のナノ粒子とナノ粒子の集合体との間が接点で結合しており、かつそれらの間は、０．１ｎｍから１０ｎｍの均等な空隙を有しているのが観察される。

図１（ａ）、（ｂ）は、本実施例の光触媒フィルタ３０の表層断面の写真（図１（ａ））と、従来技術１の製造方法にて製造された光触媒フィルタ３０´の表層断面の写真（図１（ｂ））とを対比して示す。

本実施例の光触媒フィルタ３０では、酸化チタンの粒子が凹部１１の底面１１ａ至るまで凹部１１内に緻密に入り込んでおり高いアンカー効果を得ているのに対して、従来技術１の光触媒フィルタ３０´にあっては、酸化チタンの粒子が、凹部１１に殆ど入り込んでおらず凹部１１が空洞になっておりアンカー効果に極めて乏しいことが明らかにみてとれる。

図４（ａ）、（ｂ）は、本実施例の光触媒フィルタ３０の表層断面の写真（図４（ａ））と、従来技術２の製造方法にて製造された光触媒フィルタ３０´´の表層断面の写真（図４（ｂ））とを対比して示す。

従来技術２の光触媒フィルタ３０´´の場合には、酸化チタン層２０´´が無機バインダーと酸化チタン粒子の焼結体で構成されているため、焼き固められた無機バインダー中に酸化チタン粒子が埋没されてしまい、無機バインダーから露出し光触媒として機能するチタン粒子は、極く僅かとなる。この結果、酸化チタンによる光触媒活性層の比表面積が実質的に小さくなり光触媒による酸化分解能力が格段に低下する。たとえば比表面積は、６．６５ｍ2／ｇという低数値を示す。

これに対して本実施例の光触媒フィルタ３０では、セラミック層１０の表面に形成された酸化チタン層２０は、酸化チタンの粒子以外のバインダーを含む添加物を有しない１００％酸化チタンの粒子のみからなる層である。酸化チタン層２０が無機バインダーなどの添加物を含んでおらず焼き固めることなく常温で自然乾燥により形成されているため、個々の酸化チタン粒子の表面が露出している面積が非常に大きい。しかも、前述のように、酸化チタン粒子同士が均等かつ微小な空隙を以って点接合にて配列されている。この結果、
酸化チタンによる光触媒活性層の比表面積が実質的に非常に大きいものとなる。たとえば比表面積は、１８．５８ｍ2／ｇであり、従来技術２の比表面積（６．６５ｍ2／ｇ）に較べて格段に大きくなる。

また、本実施例の光触媒フィルタ３０による有害物の酸化分解能力を検証する実験を行った。対比のために、「気泡を取り除く」製造技術を用いないで製造した従来技術１の光触媒フィルタ３０´（図１（ｂ）、（ｃ））の実験結果を比較例として示す。

図５（ａ）は、第１実施例の製造方法によって製造された光触媒フィルタ３０の表層の断面構造を概念的に示す。光触媒フィルタ３０は、厚さが１０ｍｍで縦幅、横幅ともに１５０ｍｍ（１５０ｍｍ角；１５０ｍｍ×１５０ｍｍ）の平板状のアルミナセラミックフォームで構成された基材１０と、基材１０の表面に形成された膜厚１μｍの酸化チタン層２０とからなる。この光触媒フィルタ３０を試料として実験を行った。

上記試料を８枚、特許文献１に示される空気清浄機に入れて実験を行った。対比のために従来技術１の製造方法で製造方法にて図５（ａ）と同じ大きさ、形状に形成した光触媒フィルタ３０´を用意し同様に特許文献１に示される空気清浄機に入れて実験を行った。なお、空気清浄機に収納される紫外線ランプの本数、光量は同じ条件とした。

空気清浄機を、容積３０ｍ3の容器内に配置し、ホルムアルデヒドを容器内に導入し、風量を２０ｍ3／ｍｉｎに設定し、容器内のホルムアルデヒド濃度の経時変化を測定した。測定には、１３１２型マルチガスモニタ（ＩＮＯＶＡ社製）、ＲＣＳエアサンプラ（Ｂiotest社製）を用いた。

図５（ｂ）に実験結果を示す。図中、実線が第１実施例の光触媒フィルタ３０で、破線が比較例の光触媒フィルタ３０´である。

同図５（ｂ）から、明らかなように、従来の光触媒フィルタ３０´に較べて本第１実施例の光触媒フィルタ３０の方が、容器内のホルムアルデヒドを迅速に低濃度化させることができるのがわかる。

このように本実施例の光触媒フィルタ３０は、従来に較べて光触媒による酸化分解能力が格段に向上するという効果が得られる。このため、たとえば空気清浄機の用途に用いた場合には、光触媒による酸化分解能力の不足を補うために紫外線ランプの本数を増やしたり紫外線ランプ自体を大きなものとすることで光量を増加する必要がなくなり、空気清浄機（筐体）のコンパクト化が図られるとともに、製造コストを低減させることができるようになる。

なお、この第１実施例では、基材１０を微振動させつつ、真空状態にすることによって、基材１０の表面に形成された凹部１１内から、気泡を取り除くようにしているが、必ずしも両者を併用するには及ばず、スラリー２９の粘度等の条件によっては、真空状態にせずに、基材１０を微振動させることのみで、基材１０の表面に形成された凹部１１内から、気泡を取り除くようにする実施も可能であり、また基材１０を微振動させることはせずに、真空状態にすることのみで、基材１０の表面に形成された凹部１１内から、気泡を取り除くようにする実施も可能である。

また、第１実施例では、基材１０を微振動させつつ、真空状態にすることによって、基材１０の表面に形成された凹部１１内から、気泡を取り除くようにしているが、これは一例であり、基材１０の表面に形成された凹部１１内から、気泡を取り除くことができるのであれば、現在および将来にわたって取り得る任意の技術的手段を適用することができる。

なお、基材１０がアルミナセラミックである場合を想定して説明したが、同様の酸化物系セラミックはいうに及ばず、炭化珪素（ＳiＣ）等任意のセラミックを基材１０とする場合に本第１実施例の製造手法を適用することができる。また、酸化チタンのスラリー２９は、添加物が添加されていない１００％酸化チタンからなる溶液を用いているが、純度が高く酸化分解能力を担保することができるのであれば必ずしも１００％である必要はない。

なお、光触媒フィルタ３０を、空気清浄機などの用途に供するには、３０ｍｍ〜６００ｍｍの範囲の縦横幅を有し、厚さ２ｍｍ〜３０ｍｍの範囲の板状とし、酸化チタン層２０の膜厚を０．１μｍ〜１０μｍの範囲とすることが望ましい。

また、第１実施例では、基材１０を平板状に形成し、光触媒層としての酸化チタン層２０が基材１０の表面に形成された光触媒フィルタ３０を平板状に形成しているが、これはあくまで一形態であり、光触媒フィルタ３０を中空状に形成してもよい。この場合、光触媒フィルタ３０は、紫外線ランプが所定の大きさの隙間を以って挿通し得る中空状に形成されることが望ましい。

光触媒フィルタ３０を中空状に形成する形態の一例として、円筒形状に形成することができる。また、光触媒フィルタ３０を中空状に形成する形態の一例として、紫外線ランプの挿通方向に対して垂直となる光触媒フィルタの断面の形状を、四角形にすることができる。

図１８は、光触媒フィルタ３０を中空状に形成する各構成例を示したものである。

図１８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、光触媒フィルタ３０を円筒形状に形成した構成例を例示する。

図１８（ａ）に示すように、光触媒フィルタ３０は、基材１０を円筒形状に製造する工程を除く他、この第１実施例と同等の製造方法を用いて製造される。光触媒フィルタ３０は、中空部１３１と、当該中空部１３１を覆う肉厚部１３２とからなり、当該肉厚部１３２には一部を拡大して示すように、肉厚方向に連通する孔、つまりセラミック多孔質体として構造上有する孔１３３が形成されている。したがって、肉厚部１３２を介して空気あるいは液体が中空部１３１に流入することが可能な構造あるいは中空部１３１から空気あるいは液体が肉厚部１３２を介して外部に流出することが可能な構造となっている。

図１８（ｂ）、（ｃ）に示すように、光触媒フィルタ３０は、中空部１３１に、紫外線ランプ１４０を挿通でき配置することができる内径、長さになるように製造される。光触媒フィルタ３０の内径は、紫外線ランプ１４０が中空部１３１に挿通された際に肉厚部１３２の内周面に対して所定の大きさの隙間ｄ、望ましくは２ｍｍ〜２０ｍｍの隙間ｄを以って配置することができる大きさに設定される。なお、光触媒フィルタ３０の内径Ｄは、上記隙間ｄと紫外線ランプ１４０の直径Ｘとを合計した値D＝Ｘ+２ｄとして設定される。なお紫外線ランプ１４０は、熱陰極管、冷陰極管、ＬＥＤなどを用いることができる。

図１９は、図１８（ａ）に示される光触媒フィルタ３０を用いて構成した空気清浄機２００の構成例を例示する。図１９（ａ）は、空気清浄機２００の構成を斜視図にて示したものであり、図１９（ｂ）は、空気清浄機２００の断面を示すとともに空気の流れを説明する図である。

空気清浄機２００には、収納ケース２０１が収容される。なお収納ケース２０１の内部の材料には、耐紫外線のプラスチック、たとえばＡＢＳを用いることができる。

図１９（ａ）、（ｂ）の図中左側を空気清浄機２００の前側、図中右側を空気清浄機２００の後ろ側と定義する。

空気清浄機２００の後部にあって収納ケース２０１よりも後方には、吸引ファン２０２が設けられる。なお、制御回路機構部９は、吸引ファン２０２を駆動するモータ、制御回路および紫外線ランプ１４０の点灯、消灯を駆動制御する電源、制御回路等からなる。

空気清浄機２００の前部にあって収納ケース２０１の前方には、外部より空気を吸気する吸気口２０３が形成されている。空気清浄機２００の後部にあって吸引ファン２０２よりも後方には、空気を外部に排気する排気口２０４が設けられる
収納ケース２０１には、空気流入用の開口部２０５と空気流出用の開口部２０６が形成されている。収納ケース２０１は、空気流入用の開口部２０５が空気清浄機２００の前側に位置し空気流出用の開口部２０６が空気清浄機２００の後ろ側に位置するように、配置されている。

収納ケース２０１の内部には、図１８（ｃ）に示すように中空部１３１に紫外線ランプ１４０が配置された状態で光触媒フィルタ３０が収納される。紫外線ランプ１４０の両端はそれぞれ、収納ケース２０１に設けられてソケット部１７、１７に装着される。

この場合、図１９（ｂ）に示すように、紫外線ランプ１４０の挿通方向に対して垂直となる方向に、空気流入用の開口部２０５と空気流出用の開口部２０６が配置される態様で、紫外線ランプ１４０の両端が支持されて光触媒フィルタ３０が収納される。図１９の構成例では、紫外線ランプ１４０および光触媒フィルタ３０からなる組が複数組（たとえば３組）、収納ケース２０１の上下方向に沿って一列に配置される。この場合、上下方向に隣り合う光触媒フィルタ３０、３０、３０は、それらの外周が互いに接触する程度に隙間なく配置することが望ましい。なお、図１９において収納ケース２０１の前側にはプレフィルタ７が配置される。

吸引ファン２０２が回転すると、矢印にて空気の流れを示すように、空気清浄機２００の吸気口２０３から外気が吸込まれ、収納ケース２０１の空気流入用の開口部２０５を介して、空気が光触媒フィルタ３０に達する。さらに空気は肉厚部１３２を通過して中空部１３１に入り込み、中空部１３１を介して反対側の肉厚部１３２を通過する。さらに空気は、収納ケース２０１の空気流出用の開口部２０６を介して空気清浄機２００の排気口２０４から外部に排出される。このとき紫外線ランプ１４０は点灯状態にあるものとする。このため光触媒層としての酸化チタン層２０に紫外線が照射され、空気が光触媒フィルタ３０を通過する際に、空気中の有害物が酸化分解される等して当該有害物が光触媒フィルタ３０にて捕獲、分解除去される。

図１８、図１９に示す構成例では、光触媒フィルタ３０を円筒形状にする場合を例示したが、中空状であれば任意の形状とすることができる。また、独立分離した１つの光触媒フィルタ３０当たり、１本の紫外線ランプ１４０を配置する場合を例示したが、独立分離した１つの光触媒フィルタ３０当たり、複数本の紫外線ランプ１４０を配置するように構成してもよい。

図２０（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図１８（ｂ）、図１９（ｂ）に相当する他の構成例を示す。

図２０（ａ）に示すように、紫外線ランプ１４０の挿通方向に対して垂直となる光触媒フィルタ３０の断面の形状は、四角形（たとえば正方形）に形成されている。また、図２０（ｂ）に示すように、独立分離した１つの光触媒フィルタ３０当たり、１本の紫外線ランプ１４０が配置され、複数組の光触媒フィルタ３０および紫外線ランプ１４０を収納することで空気清浄機２００が構成される。

図２１（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図１８（ｂ）、図１９（ｂ）に相当する他の構成例を示す。

図２１（ａ）に示すように、紫外線ランプ１４０の挿通方向に対して垂直となる光触媒フィルタ３０の断面の形状は、四角形（たとえば長方形）に形成されている。また、図２１（ｂ）に示すように、独立分離した１つの光触媒フィルタ３０当たり、複数本（たとえば３本）の紫外線ランプ１４０、１４０、１４０が配置され、１組の光触媒フィルタ３０および紫外線ランプ１４０を収納することで空気清浄機２００が構成される。

図１９〜図２１では、光触媒フィルタ３０が空気清浄機２００として室内に設置される場合を例示したが、これは一例であり、任意の用途に用いることができる。

図２２は、収納ケース２０１を室内用エアコンあるいは自動車用エアコンのダクト内に配置する使用例を例示する。

同図２２に示すように、ダクト２１０内に収納ケース２０１が設けられ、図示しない軸流ファンなどによって、矢印にて示すようにダクト２１０の長手方向に空気の流れが形成されて、エアコンのダクト内を通過する空気中の有害物が捕獲、分解除去される。

図１９〜図２１に示す空気清浄機２００のレイアウトは、一例であり、これ以外の任意のレイアウトにすることができる。

図２３は、図１９〜図２１に示す空気清浄機２００のレイアウトとは異なるレイアウトの構成例を示す。図２３（ａ）は空気清浄機２００の縦断面図を示し、図２３（ｂ）は、図２３（ａ）のＡ−Ａ断面を示し、図２３（ｃ）は、図２３（ａ）のＢ−Ｂ断面を示している。この空気清浄機２００は、例えば自動車内に設置される。

同図２３に示すように、図１８に示されるのと同様の中空状の光触媒フィルタ３０と紫外線ランプ１４０が、筐体３００内に設けられて、空気清浄機２００が構成される。筐体３００は、略円筒形状であり、光触媒フィルタ３０も同様の円筒形状に形成されている。なお筐体３００および筐体３００の内部の材料には、耐紫外線のプラスチック、たとえばＡＢＳを用いることができる。

光触媒フィルタ３０は、筐体３００内で、支持手段としての仕切り板３０１により支持されている。仕切り板３０１は、筐体３００の内周面に接続されて光触媒フィルタ３０および紫外線ランプ１４０を支持している。

筐体３００には、空気吸入口３０２および空気排出口３０３が形成されている。

円筒形状の筐体３００は、長手方向が鉛直上下方向となるように設置される。

筐体３００の上方から下方に向けて、空気排出口３０３、紫外線ランプ１４０が挿通、配置された光触媒フィルタ３０、仕切り板３０１、空気流れ形成手段を構成する送風機３１０が順次配置される構造となっている。空気吸入口３０２は、送風機３１０の側方に形成されている。送風機３１０は、遠心型の送風機であり、空気吸込み口３１１から軸方向に空気を吸込み、空気送り出し口３１２から周方向に空気を送り出す。

光触媒フィルタ３０の長手方向の一端側に空気排出口３０３が設けられ、光触媒フィルタ３０の長手方向の他端側に、送風機３１０の空気送り出し口３１２が設けられている。

送風機３１０と光触媒フィルタ３０とは、仕切り板３０１によって仕切られている。仕切り板３０１は、光触媒フィルタ３０の他端を閉塞し、かつ送風機３１０の空気送り出し口３１２と光触媒フィルタ３０の肉厚部１３２の外周面とを開口部３０４を介して連通させるように構成されている。

光触媒フィルタ３０は、中空部１３１が空気排出口３０３に連通するように位置決めされて、その上側の外周面（肉厚部１３２の外周面）が上板３００Ｔに支持されている。上板３００Ｔには、上側保持部材３００Ｓが形成されており、上側保持部材３００Ｓが光触媒フィルタ３０の上側外周面（肉厚部１３２の外周面）に当接されることにより中空部１３１からの外方への空気の漏れを阻止している。

筐体３００の上板３００Ｔの内側面には、ソケット部１７が設けられているとともに、仕切り板３０１の上面には、ソケット部１７が設けられている。紫外線ランプ１４０の両端は、筐体３００の内部に設けられたこれら各ソケット部１７、１７に装着されている。
制御回路機構部９は、筐体３００内の所定箇所に配され、紫外ランプ１４０の点灯および消灯を制御するとともに送風機３１０を駆動制御する。

送風機３１０は、空気吸入口３０２から吸入された空気を、空気吸込み口３１１より吸込んで空気送り出し口３１２から送り出し、仕切り板３０１の開口部３０４、光触媒フィルタ３０の肉厚部１３２を介して中空部１３１に供給し、当該中空部１３１を経由して空気排出口３０３を介して筐体３００の外部に排出させる。このため光触媒層としての酸化チタン層２０に紫外線が照射され、空気が光触媒フィルタ３０を通過する際に、空気中の有害物が酸化分解される等して当該有害物が光触媒フィルタ３０にて捕獲、分解除去される。なお、図２３に示す構成例の空気清浄機２００においても図２０（ａ）、図２１（ａ）に示すように光触媒フィルタ３０の断面を四角形に形成してもよい。

図２３では、光触媒フィルタ３０が空気清浄機２００として自動車内などに設置される場合を例示したが、これは一例であり、任意の用途に用いることができる。

図２６は、筐体３００を配管２１１内に配置する使用例を例示する。ただし、別途、送風機３１０と同機能の送風機あるいは吸入ファンが筐体３００の外部に設置される場合には、送風機３１０および筐体３００の空気吸入口３０２を省略することができる。

同図２６に示すように、配管２１１内に筐体３００が設けられ、図示しない軸流ファンなどによって、矢印に示すように配管２１１の長手方向に空気の流れが形成される。すなわち、配管２１１を流れる空気は、仕切り板３０１の開口部３０４に流入し、光触媒フィルタ３０の肉厚部１３２を介して中空部１３１に供給され、当該中空部１３１を経由して空気排出口３０３から排出され、配管２１１の後方へ導かれる。このため光触媒層としての酸化チタン層２０に紫外線が照射され、空気が光触媒フィルタ３０を通過する際に、空気中の有害物が酸化分解される等して当該有害物が光触媒フィルタ３０にて捕獲、分解除去される。

（第２実施例）
第１実施例における「気泡を取り除く」製造技術を用いて光触媒フィルタ３０を製造する手法は、セラミックと同様の基材、つまり表面に凹部が形成された、吸水性のある基材にも、適用することができる。このような基材は、
ａ）石膏またはセメントまたはゼオライトの単体
ｂ）石膏またはセメントまたはゼオライトの群から選択された２以上の材料の複合体
ｃ）石膏またはセメントまたはゼオライトの群から選択された１以上の材料とセラミックとの複合体
が挙げられる。

上記例示される単体材料あるいは複合体を基材１０として、第１実施例と同様の「気泡を取り除く」製造技術を用いれば、第１実施例と同様に、基材１０表面に、バインダーや添加物を用いることなく、純度の高いあるいは１００％酸化チタンからなる光触媒層２０を、剥離が生じないように確実に固定し、以って耐久性が高く酸化分解能力の高い光触媒フィルタ３０を製造することができる。

また、第２実施例においても、光触媒フィルタ３０を平板状に形成してもよく、第１実施例の図１８〜図２３、図２６で説明したのと同様に光触媒フィルタ３０を中空状に形成し、中空状に形成した光触媒フィルタ３０を用いて空気清浄機２００を構成したり、ダクト２１０内、配管２１１内に配置することができる。

（第３実施例）
第１実施例における「気泡を取り除く」製造技術を用いて光触媒フィルタ３０を製造する手法は、セラミックと異なりその材料自体に、吸水性を生じせしめる凹部がない（あるいはあっても吸水性に乏しいもの）基材にも、人工的に表面に凹部を形成することにより、適用することができる。このような基材は、
ａ）プラスチックまたは金属またはガラスの単体
ｂ）プラスチックまたは金属またはガラスの群から選択された２以上の材料の複合体
ｃ）プラスチックまたは金属またはガラスの群から選択された１以上の材料とセラミックとの複合体
が挙げられる。

ここで、上記基材は、アルミナセラミックを基材とする光触媒フィルタの割れやすいという特性を改善するために、
ｄ）少なくともアルミナセラミックよりも脆性破壊しにくい材料で構成されている
ことが望ましい。

ｅ）さらに、強度的に強く、任意の形状、大きさに形成でき、軽く、薄い材料である
ことが望ましい。なお、大抵のプラスチックまたは金属またはガラスはこのようなｄ）、ｅ）の一部または全部の条件を満たす。

上記例示される単体材料あるいは複合体を基材１０として、その基材１０の表面に、人工的に凹部を形成し、第１実施例と同様の「気泡を取り除く」製造技術を用いて、その凹部１１内に酸化チタン粒子を底面１１ａに至るまで入り込ませるようにする。これにより、第１実施例と同様に、基材１０表面に、バインダーや添加物を用いることなく、純度の高いあるいは１００％酸化チタンからなる光触媒層２０を、剥離が生じないように確実に固定し、以って耐久性が高く酸化分解能力の高い光触媒フィルタ３０を製造することができる。

人工的に凹部１１を形成する技術的手法は、現在あるいは将来にわたり当業者が考えられる全ての方法を含む。たとえば、板状の部材の表面に、物理的処理あるいは化学的処理などの表面処理を施し、凹部１１を形成することができる。板状の部材表面に物理的処理としてサンドブラストを施し、凹部１１を形成してもよく、板状の部材表面に化学的処理としてエッチングを施し、凹部１１を形成してもよい。また、板状の部材の表面に、放電加工、レーザ加工などにより凹部１１を形成してもよい。

また、たとえばプラスチックなどが原材料であれば、射出成型などの成型加工技術を用いて、表面に凹部１１が形成された板状の部材を一体成型してもよい。

また、たとえば金属などが原材料であれば、鋳造、塑性加工（プレス、鍛造など）、切削などの機械加工を用いて、表面に凹部１１が形成された板状の部材を成型してもよい。

図６に、第３実施例の光触媒フィルタ３０の構成例を示す。図６（ａ）、（ｂ）はそれぞれ光触媒フィルタ３０の側面図および正面図で、図６（ｃ）は光触媒フィルタ３０の表層の断面図である。

基材１０としては、たとえば金属、プラスチックを使用することができる。

この光触媒フィルタ３０は、つぎのようにして製造される。

ａ）板厚方向に、空気通過用の貫通孔１２が多数、等間隔に形成された板状の金属からなる基材１０を成型する。貫通孔１２は、光触媒フィルタ３０のオモテ面３０ａおよび裏面３０ｂを貫くように穿設され、たとえば円形状に形成される（図６（ａ）、（ｂ））。

ｂ）つぎに、金属からなる基材１０の表面にサンドブラスト処理を施し、基材１０の表面に多数の凹部１１を形成する。なお、凹部１１は、基材１０が外界に露出している面の全面つまり貫通孔１２の内側の面に至るまで形成される。凹部１１は、酸化チタンが底面１１ａまで入り込むことができる大きさ、形状に設定する。たとえば第１実施例のアルミナセラミック基材１０に形成された凹部１１と同程度の大きさ、形状になるように、ブラスト粒子の粒径などのブラスト条件を設定して、サンドブラスト処理を施す。ただし、凹部１１の大きさ、形状は、酸化チタンが底面１１ａまで入り込むことができるのあれば、任意に設定することができる。凹部１１の深さ、径は、３ｍｍ以下であることが望ましい。

また、ブラスト処理の代わりにエッチング処理を施し、同様に基材１０の表面に凹部１１を形成してもよい。

また、プラスチックが原材料であれば、射出成型により、貫通孔１２および凹部１１が形成された板状の基材１０を一体成型してもよい。

ｃ）このようにして貫通孔１２および凹部１１が形成された基材１０が作成されると、第１実施例と同様に、基材１０を真空容器８０内に入れ、基材１０を微振動させつつ、真空状態にすることによって、基材１０の表面に形成された凹部１１内から、気泡を取り除きつつ、基材１０の表面に対して、バインダーなどの添加物を含まない１００％酸化チタンのスラリー２９を供給する。以後同様な工程な経て基材１０の表面に酸化チタン層２０が形成された光触媒フィルタ３０を得る。

この結果、たとえば第１実施例の光触媒フィルタ３０と同サイズ、つまり厚さが１０ｍｍで縦幅、横幅が１５０ｍｍ（１５０ｍｍ角；１５０ｍｍ×１５０ｍｍ）の平板状の基材１０の表面に膜厚１μｍの酸化チタン層２０が形成された板状の光触媒フィルタ３０を取得することができる。基材１０の表面には、たとえば直径が０．５ｍｍ程度で、高さ（深さ）が０．５ｍｍ程度の凹部１１が形成される。この凹部１１には第１実施例と同様に底面１１ａに至るまで酸化チタン粒子が入り込んでおり、酸化チタン層２０が基材１０に強固に密着しているとともに、酸化チタンによる光触媒活性層の比表面積が実質的に非常に大きいものとなっている（図６（ｃ））。

光触媒フィルタ３０は、第１実施例と同様に、空気清浄機内に収納して使用することができる。

有害物を含んだ空気は、板状の光触媒フィルタ３０のオモテ面３０ａに流れ込み、貫通孔１２を通過して裏面３０ｂより排出される。空気が板状の光触媒フィルタ３０のオモテ面３０ａから裏面３０ｂへ通過する際に、空気中の有害物が基材１０の表面に形成された光触媒（酸化チタン）により捕獲、分解除去される。

この光触媒フィルタ３０を試料として第１実施例と同様に対比実験を行った。

図１０（ａ）に実験結果を示す。図中、実線が第３実施例の光触媒フィルタ３０で、破線が比較例の光触媒フィルタ３０´である。

同図６（ａ）から、明らかなように、従来の光触媒フィルタ３０´に較べて本第３実施例の光触媒フィルタ３０の方が、容器内のホルムアルデヒドを迅速に低濃度化させることができるのがわかる。

このように本実施例の光触媒フィルタ３０についても、第１実施例と同様に、酸化チタン層２０が従来のものに較べて剥がれ難いのみならず、光触媒による酸化分解能力が格段に高いという効果が得られる。

しかも、第３実施例の光触媒フィルタ３０は、アルミナセラミックよりも脆性破壊しにくい材料を用いて基材１０を用いて構成されているため、第１実施例の光触媒フィルタ３０よりも割れにくく、僅かな衝撃で割れるようなことはなくなる。また強度的に強いために、薄いものを製造し易くなり、光触媒フィルタ３０の薄状化を図ることができる。またアルミナセラミックよりも脆性破壊性しにくいために機械加工し易い。とりわけ、金属、プラスチックに対する機械加工は極めて容易である。また、割れにくいため形状や大きさに特に制限はない。このため、任意の形状および大きさに容易に仕上げることができる。とりわけアルミナセラミックを材料とした場合には、図６（ａ）、（ｂ）に示すごとく、板状の基材１０に同径の通気用の貫通孔１２を狭い間隔で等間隔に配置する加工を行うことは困難であったが、プラスチックや金属を基材１０とすることで、このような孔１２の加工形成を容易に行うことができる。また、プラスチックなどの軽量な材料を基材１０の構成材料として用いることで、光触媒フィルタ１０の軽量化を図ることができる。

この実施例では、板材に円形の孔１２が穿設されたプラスチック基材１０を形成するようにしているが、図１２に正面図として例示するように、基材１０の構造、材料、孔形状は任意である。

図１２（ａ）では、プラスチックの板材に六角形の孔を穿設することで、六角形の空気通過用の孔１２を形成している。

図１２（ｂ）では、プラスチックの格子を一体形成して、四角形の空気通過用の孔１２を形成している。

図１２（ｃ）では、プラスチックの丸棒同士ないしは角棒同士を垂直に交差させて格子を形成して、四角形の空気通過用の孔１２を形成している。

孔１２の直径ないしは縦横の幅は、０．０１ｍｍ〜３ｍｍの範囲に設定することが望ましい。

また、第３実施例においても、光触媒フィルタ３０を平板状に形成してもよく、第１実施例の図１８〜図２３、図２６で説明したのと同様に光触媒フィルタ３０を中空状に形成し、中空状に形成した光触媒フィルタ３０を用いて空気清浄機２００を構成したり、ダクト２１０内、配管２１１内に配置することができる。

図２４に、図１８（ａ）に対応する第３実施例の光触媒フィルタ３０を例示する。肉厚部１３２には、一部を拡大して示すように、肉厚方向に連通する複数の貫通孔１２、１２…が形成される。

（第４実施例）
この第４実施例の光触媒フィルタ３０の表層断面構造は、図７に示されるように、プラスチックなどで構成された第１の基材１３の表面にアルミナセラミックなどの吸水性のある第２の基材１４を形成し、そのアルミナセラミックなどからなる第２の基材１４の表面に酸化チタン層２０を形成した構造となっている。

すなわち、第１の基材１３としては、第３実施例と同様に下記の材料を用いる。

ａ）プラスチックまたは金属またはガラスの単体
ｂ）プラスチックまたは金属またはガラスの群から選択された２以上の材料の複合体
ｃ）プラスチックまたは金属またはガラスの群から選択された１以上の材料とセラミックとの複合体
ここで、上記第１の基材１３は、アルミナセラミックを基材とする光触媒フィルタの割れやすいという特性を改善するために、
ｄ）少なくともアルミナセラミックよりも脆性破壊しにくい材料で構成されている
ことが望ましい。

ｅ）さらに、強度的に強く、任意の形状、大きさに形成でき、軽く、薄い材料である
ことが望ましい。

第２の基材１４としては、第１実施例、第２実施例と同様に吸水性のある下記の材料を用いる。

ａ）セラミック（アルミナセラミック含む）または石膏またはセメントまたはゼオライトの単体
ｂ）セラミック（アルミナセラミック含む）または石膏またはセメントまたはゼオライトの群から選択された２以上の材料の複合体
上記例示される単体材料あるいは複合体を第１基材１３として、その第１の基材１３の表面に、第３実施例と同様にサンドブラスト、エッチングなどの技術的手法により人工的に凹部１５を形成し、第１の基材１３の表面凹部１５内を含む当該第１の基材１３の表面に、上記例示される単体材料あるいは複合体からなる第２の基材１４を形成する。

第１の基材１３の表面の凹部１５は、第２の基材１４を構成する粒子のスラリー（たとえばアルミナセラミックのスラリー）を吸収して、凹部１５の底面１５ａに至るまで入り込むことができる程度の形状、大きさに形成されていればよい。たとえば、第１実施例、第３実施例の凹部１１と同等の形状に形成し、同等の径、高さ（深さ）に設定することができる。これにより、第１実施例と同様の「気泡を取り除く」製造技術を用いて、その凹部１５内に、第２の基材１４を構成する粒子（たとえばアルミナ粒子）を底面１５ａに至るまで入り込ませることができる。

こうして第１の基材１３の表面に、アルミナセラミックからなる第２の基材１４が形成されると、第１実施例と同様の「気泡を取り除く」製造技術を適用して、アルミナセラミック層１４の表面の凹部１１内に酸化チタン粒子を底面１１ａに至るまで入り込ませるようにする。

これにより、第１実施例と同様に、第２の基材１４の表面に、バインダーや添加物を用いることなく、純度の高いあるいは１００％酸化チタンからなる光触媒層２０を、剥離が生じないように確実に固定することができる。

以下、第１の基材１３の材料に、たとえば金属、プラスチックを使用し、第２の基材１４の材料に、アルミナセラミックを用いた場合を想定して製造例を説明する。

ａ）まず板厚方向に、空気通過用の貫通孔１２が多数、等間隔に形成された板状の金属からなる第１の基材１３を、形成する。構造、孔形状は、第３実施例と同様に任意である（図６（ａ）、（ｂ）、図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ））。

ｂ）つぎに、金属からなる第１の基材１３の表面にサンドブラスト処理を施し、表面に多数の凹部１５を形成する。凹部１５は、アルミナセラミックが底面１５ａまで入り込むことができる大きさ、形状に設定する。たとえば第１実施例のアルミナセラミック基材１０に形成された凹部１１と同程度の大きさ、形状になるように、ブラスト条件を設定して、サンドブラスト処理を施す。また、エッチング処理により、同様に第１の基材１３の表面に凹部１５を形成してもよい。

また、プラスチックが原材料の場合には、射出成型により、貫通孔１２および凹部１５が形成された板状の第１の基材１３を一体成型してもよい。

ｃ）このようにして貫通孔１２および凹部１５が形成された第１の基材１３が作成されると、第１実施例と同様に、第１の基材１３を真空容器８０内に入れ、第１の基材１３を微振動させつつ、真空状態にすることによって、第１の基材１３の表面に形成された凹部１５内から、気泡を取り除きつつ、第１の基材１３の表面に対して、アルミナセラミックのスラリーを供給する。これにより気泡に阻害されることなく、アルミナ粒子が凹部１５の底面１５ａまで入り込む。以後同様な工程な経て真空容器８０から、第１の基材１３を取り出し、熱処理を施し、表面にアルミナセラミック層（第２の基材）１４が形成された第１の基材１３を得る。これにより表面に第２の基材１４が強固に密着した第１の基材１３が得られる。

ｄ）こうして表面に第２の基材１４が形成された第１の基材１３が作成されると、第１実施例と同様に、表面に第２の基材１４が形成された第１の基材１３を真空容器８０内に入れ、微振動させつつ、真空状態にすることによって、第２の基材１４の表面に形成された凹部１１内から、気泡を取り除きつつ、第２の基材１４の表面に対して、酸化チタンのスラリーを供給する。以後同様な工程な経て第２の基材１４の表面に酸化チタン層２０が形成された光触媒フィルタ３０を得る。

第４実施例によれば、第１実施例、第２実施例、第３実施例と同様に、酸化チタン層２０が従来のものに較べて剥がれ難いのみならず、光触媒による酸化分解能力が従来のものに較べて高い光触媒フィルタ３０が得られる。また、第３実施例と同様に、少なくとも第１の基材１３がアルミナセラミックよりも脆性破壊しにくい材料を用いて構成されているため、アルミナセラミックを材料とする従来の光触媒フィルタよりも割れにくくなる。また、強度的に強くなり、任意の形状、大きさに容易に形成でき、軽量化、薄状化を図ることができる。

また、第２の基材１４を特に、アルミナセラミックで構成した場合には、光の反射性が良いという特性故に、紫外線が光触媒に効率よく照射されることになり、酸化分解能力を一層高めることができる。

また、第４実施例においても、光触媒フィルタ３０を平板状に形成してもよく、第１実施例の図１８〜図２３、図２６で説明したのと同様に光触媒フィルタ３０を中空状に形成し、中空状に形成した光触媒フィルタ３０を用いて空気清浄機２００を構成したり、ダクト２１０内、配管２１１内に配置することができる。

図２４に示したのと同様に肉厚部１３２を構成する第１の基材１３には、肉厚方向に連通する複数の貫通孔１２、１２…が形成される。

（第５実施例）
第４実施例では、第１の基材１３、第２の基材１４がセラミック以外の材料で構成される場合もあるとして説明したが、第１の基材１３、第２の基材１４をセラミックのみで構成する実施も可能である。

ただし、第１の基材１３を、少なくともアルミナセラミックよりも脆性破壊しにくいセラミックからなる材料、たとえば炭化珪素（ＳiＣ）セラミックで構成する。第２の基材１４は、光の反射性の良いセラミックであるアルミナセラミックで構成する。

本第５実施例の光触媒フィルタ３０の表層断面を図８に示す。

第４実施例と同様に、炭化珪素セラミックで構成された第１の基材１３の表面に形成された凹部１５内から気泡を取り除きつつ、第１の基材１３の表面に対してアルミナセラミックのスラリーを供給する。これにより、炭化珪素セラミックで構成された第１の基材１３の表面凹部１５内を含む当該第１の基材１３表面に、アルミナセラミックからなる第２の基材１４が形成される。

つぎに、アルミナセラミックで構成された第２の基材１４の表面に形成された凹部１１内から気泡を取り除きつつ、第２の基材１４に対して酸化チタンのスラリーを供給する。これにより、アルミナセラミックで構成された第２の基材１４の表面凹部１１内を含む当該第２の基材１４表面に酸化チタン層２０が形成される。すなわち、酸化チタンの粒子がアルミナセラミック層１４の凹部１１の底面１１ａまで入り込み、耐久性が担保される一方で、第１実施例のものと同様に材質が全体としてセラミックでありながらも、第１実施例のもの（全体がアルミナセラミック）よりも割れにくい光触媒フィルタ３０を得ることができる。

セラミックからなる第１の基材１３は、第１実施例と同様にウレタンフォーム多孔質体を原材料として製造されたものであってもよく、製造が可能であれば、第４実施例と同様に、板状の部材の板厚方向に、空気通過用の貫通孔１２を多数に形成したものものであってもよい。

なお、第１の基材１３、第２の基材１４は、セラミックであるため、特に人工的に表面に凹部１５、１１を形成するには及ばない。

また、第５実施例においても、光触媒フィルタ３０を平板状に形成してもよく、第１実施例の図１８〜図２３、図２６で説明したのと同様に光触媒フィルタ３０を中空状に形成し、中空状に形成した光触媒フィルタ３０を用いて空気清浄機２００を構成したり、ダクト２１０内、配管２１１内に配置することができる。

（第６実施例）
第４実施例では、第１の基材１３に凹部１５を形成して第２の基材１４を構成する材料を入り込ませるようにしているが、凹部１５の代わりに溝部１６を形成して第２の基材１４を構成する材料を入り込ませるようにしてもよい。

この第６実施例の光触媒フィルタ３０の表層断面は、図９（ｂ）に示される。

第４実施例と同様にプラスチックなどで構成された第１の基材１３の表面にアルミナセラミックなどの吸水性のある第２の基材１４を形成し、そのアルミナセラミックなどからなる第２の基材１４の表面に酸化チタン層２０を形成した構造となっている。

すなわち、第１の基材１３としては、第４実施例と同様に下記の材料を用いる。

第２の基材１４としては、第４実施例と同様に吸水性のある下記の材料を用いる。

ａ）セラミック（アルミナセラミック含む）または石膏またはセメントまたはゼオライトの単体
ｂ）セラミック（アルミナセラミック含む）または石膏またはセメントまたはゼオライトの群から選択された２以上の材料の複合体
上記例示される単体材料あるいは複合体を第１基材１３として、その第１の基材１３の表面に、人工的に溝部１６を形成し、第１の基材１３の表面溝部１６内を含む当該第１の基材１３の表面に、上記例示される単体材料あるいは複合体からなる第２の基材１４を形成する。

第１の基材１３の表面の溝部１６は、第２の基材１４を構成する粒子のスラリー（たとえばアルミナセラミックのスラリー）を塗布したときに、溝部１６の底面１６ａに至るまで入り込み、第１の基材１３表面でスラリーを保持できる程度の大きさ、形状に形成されていればよい。

こうして第１の基材１３の表面に、アルミナセラミックからなる第２の基材１４が形成されると、第１実施例と同様の「気泡を取り除く」製造技術を用いて、アルミナセラミック層１４の表面の凹部１１内に酸化チタン粒子を底面１１ａに至るまで入り込ませる。これにより、第１実施例と同様に、第２の基材１４の表面に、バインダーや添加物を用いることなく、純度の高いあるいは１００％酸化チタンからなる光触媒層２０を、剥離が生じないように確実に固定することができる。

人工的に溝部１６を形成する技術的手法は、現在あるいは将来にわたり当業者が考えられる全ての方法を含む。たとえば、板状の部材の表面に、物理的処理あるいは化学的処理などの表面処理を施し、溝部１６を形成する。化学的処理としてエッチングを施し、溝部１６を形成することができる。

また、たとえば板状の部材の表面に、放電加工、レーザ加工などにより溝部１６を形成することができる。

またプラスチックなどが原材料であれば、射出成型などの成型加工技術を用いて、表面に溝部１６が形成された板状の部材を一体成型することができる。

また、金属などが原材料であれば、鋳造、塑性加工（プレス、鍛造など）、切削などの機械加工を用いて、表面に溝部１６が形成された板状の部材を成型することができる。

図９（ａ）に、この第６実施例の光触媒フィルタ３０を構成する第１の基材１３の一部斜視図を示す。

図６（ａ）、（ｂ）に示すのと同様に、複数の円形状の孔１２がオモテ面３０ａ、裏面３０ｂを貫くように形成される。そしてこれら複数の貫通孔１２の周囲の円弧部分を凸部１６ｂに形成することで、凸部１６ｂによって囲まれた複数の貫通孔１６、１６…間の平坦部１６ａを溝部１６として構成する。溝部１６は、オモテ面３０ａ、裏面３０ｂに設けられる。

以下、第１の基材１３の材料に、たとえばプラスチック、金属を使用し、第２の基材１４の材料に、アルミナセラミックを使用した場合を想定して製造例について説明する。

ａ）まず、プラスチックを原材料として、板厚方向に、空気通過用の貫通孔１２が多数、等間隔に形成され、表面に溝部１６が形成された第１の基材１３を一体成型する。

また、金属を原材料として、プレス加工などによって、貫通孔１２が形成された板状の部材を成型し、その板状の部材の表面に、エッチング処理により、溝部１６を形成してもよい。

溝部１６は、たとえばその深さ（高さ）（平坦部１６ａ、凸部１６ｂ間の高低差）を２ｍｍに設定することができる。溝部１６は、任意の深さ（高さ）でよいが、望ましくは、０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲に設定する。

ｂ）このようにして貫通孔１２および溝部１６が形成された第１の基材１３が作成されると、その第１の基材１３の表面に対して、アルミナセラミックのスラリーを塗布する。これによりアルミナ粒子が溝部１６の底面１６ａまで入り込み、第１の基材１３の表面でアルミナセラミックのスラリーを保持することができる。以後、熱処理を施し、表面にアルミナセラミック層（第２の基材）１４が強固に密着された第１の基材１３を得る。

ｃ）こうして表面に第２の基材１４が形成された第１の基材１３が作成されると、第１実施例と同様に、表面に第２の基材１４が形成された第１の基材１３を真空容器８０内に入れ、第２の基材１４を微振動させつつ、真空状態にすることによって、第２の基材１４の表面に形成された凹部１１内から、気泡を取り除きつつ、第２の基材１４の表面に対して、酸化チタンのスラリーを供給する。以後同様な工程な経て第２の基材１４の表面に酸化チタン層２０が形成された光触媒フィルタ３０を得る。

第１実施例、第３実施例と同サイズの光触媒フィルタ３０を試料として第１実施例、第３実施例と同様に対比実験を行った。

図１０（ｂ）に実験結果を示す。図中、実線が第６実施例の光触媒フィルタ３０で、破線が比較例の光触媒フィルタ３０´である。

同図１０（ｂ）から、明らかなように、従来の光触媒フィルタ３０´に較べて本第６実施例の光触媒フィルタ３０の方が、容器内のホルムアルデヒドを迅速に低濃度化させることができるのがわかる。

このように本実施例の光触媒フィルタ３０についても、第１実施例、第３実施例と同様に、酸化チタン層２０が従来のものに較べて剥がれ難いのみならず、光触媒による酸化分解能力が従来のものに較べて高いという効果が得られる。

以上のように、この第６実施例によれば、酸化チタン層２０が従来のものに較べて剥がれ難いのみならず、光触媒による酸化分解能力が従来のものに較べて高い光触媒フィルタ３０が得られる。また第４実施例と同様に、アルミナセラミックを基材とする光触媒フィルタよりも割れにくく、強度的に強く、任意の形状、大きさに容易に形成でき、軽量化、薄状化された光触媒フィルタ３０を製造することができる。

また、第２の基材１４を特に、アルミナセラミックで構成した場合には、そのアルミナセラミックの光の反射性が良いという特性故に、紫外線が光触媒に効率よく照射されることになり、酸化分解能力を一層高めることができる。

また、第６実施例においても、光触媒フィルタ３０を平板状に形成してもよく、第１実施例の図１８〜図２３、図２６で説明したのと同様に光触媒フィルタ３０を中空状に形成し、中空状に形成した光触媒フィルタ３０を用いて空気清浄機２００を構成したり、ダクト２１０内、配管２１１内に配置することができる。

（第７実施例）
この第７実施例の光触媒フィルタ３０の断面構造は、図１１に示される。

第６実施例では、第１の基材１３の表面の溝部１６に直接第２の基材１４を構成する材料のスラリーを塗布することで、光触媒フィルタ３０を製造しているが、溝部１６の底面１６ａ内に更に凹部１８を形成して、「気泡を取り除く」製造技術を適用して、凹部１８から気泡を取り除きつつ、第２の基材１４を構成する材料のスラリーを第１の基材１３の表面に供給するようにして、光触媒フィルタ３０を製造してもよい。

すなわち、同図１１にその表層断面を示すように、第６実施例と同様にプラスチックなどで構成された第１の基材１３の表面に溝部１６が形成され、この溝部１６の底面１６ａ内に凹部１８が形成されている。第２の基材１４は、第１の基材１３の溝部１６内に形成された凹部１８を含む当該第１の基材１３の表面に、形成されている。アルミナセラミックなどの吸水性のある第２の基材１４を構成する材料は、溝部１６の底面１６ａに至るまで入り込んでいるとともに、凹部１８の底面１８ａに至るまで入り込んでいる。これにより、第１の基材１３の表面に第２の基材１４が、第６実施例のものよりも一層強固に密着されることになる。

また、第７実施例においても、光触媒フィルタ３０を平板状に形成してもよく、第１実施例の図１８〜図２３、図２６で説明したのと同様に光触媒フィルタ３０を中空状に形成し、中空状に形成した光触媒フィルタ３０を用いて空気清浄機２００を構成したり、ダクト２１０内、配管２１１内に配置することができる。

（第８実施例）
以上では、板状あるいは中空状の基材表面に光触媒を担持する場合を想定して説明した。しかし、粒状の基材表面に形成しても、同等の機能の光触媒フィルタ３０を構成することができる。

図１３（ａ）は、第８実施例の粒状の光触媒担持体２１の集合体２２を示し、図１３（ｂ）は、第８実施例の粒状の光触媒担持体２１の集合体２２がネットからなる収容体３１に収容された光触媒フィルタ３０が、空気清浄機の収納ケース４１に収納される様子を示している。

図１４（ａ）に、粒状の光触媒担持体２１の表層の断面を示す。

セラミックおよびセラミックと同等の材料、つまり表面に凹部１１が形成された、吸水性のある材料を用いて、粒状の光触媒担持体２１を構成する粒状の基材１７を取得することができる。このような材料は、
ａ）セラミック
ｂ）ゼオライト
ｃ）人工ゼオライト
ｄ）軽石
ｅ）石膏
ｄ）珪藻土
が挙げられる。

上記例示される材料を破砕する等して粒状に生成するか、自然界に存在している粒状の材料を用いて粒状の基材１７を取得する。

たとえば、材料を破砕し、破砕物を篩にかけて粒径を一定粒度に揃える工程を経て粒状の基材１７を取得する。この場合、粒状の基材１７の外観形状は、不揃いな形状のものであってもよく、たとえば球形のごとく一定の形状に揃えられたものであってもよい。たとえば破砕物が不揃いな形状である場合に一定の形状に揃える工程を付加して、一定粒度かつ一定形状（球形）の粒状の基材１４を取得することができる。なお自然界に存在する粒状の材料を用いる場合でも、光触媒フィルタ３０の品質を安定させるために、個々の粒状の基材１７を、少なくとも一定の粒度に揃えることが望ましい。

粒状の基材１７の粒径は、任意であるが、３ｍｍ〜５ｍｍの範囲の粒径とすることが望ましい。すなわち、前述の各実施例において板状に形成した基材のサイズ（たとえば１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×１０ｍｍ）よりも小さいサイズと、集合体２２と収容体３１からなる光触媒フィルタ３０が板状の基材と同サイズとなるようにする。

以下では、粒状の基材１７が人工ゼオライトを材料として生成されるものとして説明する。天然ゼオライトや合成ゼオライトに対し，近年，石炭灰や製紙灰などの産業廃棄物をアルカリ処理して作る人工ゼオライトが注目されている。このゼオライトの原料は廃棄物であるため安価であり、リサイクルに貢献する。

このような粒状の基材１７が得られると、第１実施例と同様の「気泡を取り除く」製造技術を適用して、粒状の基材１７の表面に、酸化チタンのスラリーを供給する。これにより、人工ゼオライトで構成された粒状の基材１７の表面凹部１１内を含む当該基材１７表面に酸化チタン層２０が形成される。すなわち、酸化チタンの粒子が人工ゼオライト層１７の凹部１１の底面１１ａまで入り込み、粒状の基材１７表面に酸化チタン層２０が密着する。これにより、酸化チタン層２０は粒状の基材１７の表面から剥がれにくいものとなる。よって、光触媒フィルタ３０としての耐久性を担保することができる。

こうして粒状の基材１７の表面に光触媒層（酸化チタン）層２０を担持した粒状の光触媒担持体２１が得られると（図１４（ａ））、粒状の光触媒担持体２１を複数集め、その集合体２２（図１３（ａ））をネットからなる収容体３１に収容する。収容体３１は、プラスチック、ゴム、ナイロンなどの材料であって耐紫外線の材料を使用することができる（図１３（ｂ））。つぎに、収容体３１に粒状の光触媒担持体２１の集合体２２が収容された光触媒フィルタ３０を、空気清浄機の収納ケース４１の収納部４１ａ内に出し入れ口４１ｂより収納する。なお、光触媒フィルタ３０を大きなサイズとして１個収納してもよく、サイズを小さくして複数個収納してもよい。また、空気清浄機の性能に応じて、任意の個数の光触媒フィルタ３０を収納ケース４１に収納することができる。ここで、粒状の光触媒担持体１７の集合体２２は、それ自体が形状、大きさが任意に変形可能であり、変形し易い可撓性のある収容体３１（ネット）内に収容されているため、収納の際に収納ケース４１の収納部４１ａの大きさ、形状（図では矩形）に応じて変形して、収納ケース４１内に確実に収納することができる（図１３（ｂ））。

なお、収容体３１は、粒状の光触媒担持体２１の集合体２２を空間的に保持することができ、可撓性があり、空気を通過させ得る孔が形成されているものであれば、メッシュ状の袋など任意の部材を使用することができる。

集合体２２を構成する個々の粒状の光触媒担持体２１、２１同士の間には、自ずと空隙が生じ、その空隙に有害物を含んだ空気を通過させることできる。粒状の光触媒担持体２１、２１同士の間の空隙に、有害物を含んだ空気が通過する際に、有害物が光触媒担持体２１により捕獲、分解除去される。

ここで、複数の粒状の光触媒担持体２１は、従来の板状の光触媒フィルタ３０のサイズよりも小さい。このため、たとえば、空気清浄機の収納ケース４１に収納したり、取り外したりする際に衝撃が加えられたとしても、その光触媒フィルタ３０を構成する粒状の光触媒担持体２１の割れは飛躍的に抑制されることになる。

上記の例では、収容体３１がネット、メッシュ状の袋などで構成される場合を想定したが、収容体３１を、金属などを材料とする変形しにくく強度の高い収容ケースとして構成してもよい。

図１５（ａ）は、収容ケースとして構成された収容体３１と、収容ケース３１内に収容された粒状の光触媒担持体２１の集合体２２とからなる光触媒フィルタ３０の正面斜視図である。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）に示す光触媒フィルタ３０（収容ケース３１）の断面図であり、オモテ面３０ａから裏面３０ｂに至る空気の流れを矢印にて示している。

収容ケース３１は、外観形状が平板状で、内部が空洞の筐体に構成されている。収納ケース３１は、たとえば金属を材料として構成されている。収納ケース３１のサイズは、前述の板状の光触媒フィルタ３０と同一（１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×１０ｍｍ）サイズに設定されている。収納ケース３１のオモテ面３０ａおよび裏面３０ｂには、複数の同径の空気通過用の孔３２、３２…が等間隔で形成されている。空気通過用の孔３２は、収納ケース３１の板厚方向に貫通するように形成されている。

図１５（ａ）に示すように、収納ケース３１のオモテ面３０ａおよび裏面３０ｂは、金属線同士を交差させた金網３９を用いて構成されている。金網３９のメッシュ孔は四角形に形成され、空気通過用の孔３２として機能する。

しかし、このような構成は一例であり、図１４（ｂ）、図１６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に例示するように、収納ケース３１のオモテ面３０ａおよび裏面３０ｂの構造、孔形状は任意である。

図１４（ｂ）では、収納ケース３１のオモテ面３０ａおよび裏面３０ｂをプラスチックの板材とし、その板材に円形の孔を穿設することで、円形の空気通過用の孔３２を形成している。

図１６（ａ）では、プラスチックの板材に六角形の孔を穿設することで、六角形の空気通過用の孔３２を形成している。

図１６（ｂ）では、プラスチックの格子を一体形成して、四角形の空気通過用の孔３２を形成している。

図１６（ｃ）では、プラスチックの丸棒同士ないしは角棒同士を垂直に交差させて格子を形成して、四角形の空気通過用の孔３２を形成している。

空気通過用の孔３２の直径ないしは縦横の幅は、０．０１ｍｍ〜３ｍｍの範囲に設定することが望ましい。

図１５（ａ）に示すように、収納ケース３１の天地上側の側面３１ａには、粒状の光触媒担持体２１を出し入れする開閉自在の出し入れ口３３が設けられている。たとえば収納ケース３１の上側面３１ａに出し入れ口３３を形成し、出し入れ口３３を開閉自在とする扉３４をヒンジなどの可倒部材を介して取り付けることができる、また、扉３４を収納ケース３１の本体と分離可能として、扉３４を収納ケース３１の上側面３１ａに、たとえば嵌合させることで、出し入れ口３３を閉じるようにすることもできる。

よって、図１３の例と同様にして、粒状の光触媒担持体２１を複数集め、その集合体２２を収容ケース３１の扉３４を開いて出し入れ口３３より投入し、収容ケース３１内に収容する（図１５（ａ））。つぎに、扉３４を閉じ、図１３（ｂ）と同様に収容ケース３１に粒状の光触媒担持体２１の集合体２２が収容された光触媒フィルタ３０を、空気清浄機の収納ケース４１に収納する。なお、光触媒フィルタ３０を大きなサイズとして１個収納してもよく、サイズを小さくして複数個収納してもよい。また、空気清浄機の性能に応じて、任意の個数の光触媒フィルタ３０を収納ケース４１に収納することができる。収容ケース３１は、収納ケース４１の収納部４１ａに応じた大きさ、形状（矩形）に形成されているため、収納ケース４１内に確実に収納することができる。

図１５（ｂ）に示すように、有害物を含んだ空気は、収容ケース３１のオモテ面３０ａの孔３２に流れ込み、各粒状の光触媒担持体２１、２１同士の間を通過し、収容ケース３１の裏面３０ｂの孔３２を介して外部に排出される。

集合体２２を構成する個々の粒状の光触媒担持体２１、２１同士の間には、自ずと空隙が生じているため、その空隙に有害物を含んだ空気が通過する。この空隙を空気が通過する際に、粒状の光触媒担持体２１の表面に形成された光触媒（酸化チタン）により有害物が分解除去される。

しかも、個々の粒状の光触媒担持体２１は、小さく割れにくく、しかも収容ケース３１内に収納されて保護されているため、外部からの衝撃が直接粒状の光触媒担持体２１に加えられることがなくなり、内部の粒状の光触媒担持体２１の割れを一層抑制することができる。

この第８実施例では、人工ゼオライトなどの吸水性のある材料を用いて粒状の光触媒担持体２１を生成する場合を想定したが、酸化チタンを表面に担持することができるのあれば、金属、プラスチック、ガラスなどの他の任意の材料を用いることができる。また単体の材料の複合体とすることもできる。この場合、粒状の材料の表面に人工的に凹部１１を形成し、「気泡を取り除く」製造技術を用い酸化チタンを強固に担持させることが望ましい。

また、第８実施例においても、第１実施例の図１８〜図２３、図２６で説明したのと同様に光触媒フィルタ３０を中空状に形成し、中空状に形成した光触媒フィルタ３０を用いて空気清浄機２００を構成したり、ダクト２１０内、配管２１１内に配置することができる。この場合、収容体３１を図１８（ａ）と同様に中空状に形成することで光触媒フィルタ３０を中空状に形成することができる。

図２５は、図１８（ａ）に対応する光触媒フィルタ３０を示しており、収容体３１が円筒形状に形成され、光触媒フィルタ３０が円筒形状に形成されている。収容体３１の内部には、一部を拡大して示すように、複数の粒状の光触媒担持体２１、２１…が収容される。図１８（ｂ）と同様に紫外線ランプ１４０を中空部１３１に所定の大きさの隙間をもって配置させるには、収容体３１としては、その形状を保持するために、金属などを材料とする変形しにくく強度の高い収容ケースであることが望ましい。なお、ある程度の形状を保持することができるのであれば収容体３１をネット、メッシュ状の袋などで構成してもよい。

（第９実施例）
第３実施例では、プラスチックなどを基材１０として、その基材１０の表面に、人工的に凹部を形成し、第１実施例と同様の「気泡を取り除く」製造技術を用いて、その凹部１１内に酸化チタン粒子を底面１１ａに至るまで入り込ませるようにして光触媒フィルタ３０を製造する方法について説明した（図６（ｃ））。

しかし、更に強固に酸化チタンなどの光触媒層２０を剥離し難くするために、凹部１１内表面に微細な凹凸を形成する実施も可能である。

図２７は、第９実施例の光触媒フィルタ３０であり、図２７（ａ）は、光触媒フィルタ３０の正面図、図２７（ｂ）は、図２７（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

光触媒フィルタ３０は、プラスチック、望ましくは耐紫外線のプラスチック、たとえばＡＢＳを材料とする基材１０の表面に酸化チタン層などの光触媒層２０を形成してなるものであり、図６（ｂ）と同様に平板状に形成されている。

平板の基材１０は、ルーバ構造となっている。すなわち、平板の基材１０は、枠板３７内が仕切り板３８によって仕切られ、枠板３７と仕切り板３８とによって仕切られた枠内に、複数の羽板３９、３９…が図中上下方向に一定間隔で配置された構造となっている。羽板３９は、基材１０の断面でみたとき、オモテ面３０ａ側が下がり裏面３０ｂ側が上がるように板厚方向に対して所定の傾斜角度αをもって配置されている。かかるルーバ構造の光触媒フィルタ３０は、傾斜角度α、羽板３９の長さ、幅、羽板３９の図中上下方向の配置間隔の大きさによって、オモテ面３０ａ、裏面３０ｂ間における光の遮蔽効率、空気の通過量を調整することができる。

図２８（ａ）は、光触媒フィルタ３０の表層部を示す図で、図２８（ｂ）は、図２８（ａ）の凹部１１を拡大して示す図である。

同図２８に示すように、図６（ｃ）と同様に、プラスチックからなる材料を基材１０として、その基材１０の表面に、人工的に複数の凹部１１が形成され、かつ基材１０の表面に、凹部１１よりも細かい複数の微細凹凸１１ｂが形成される。したがって、凹部１１内にも微細凹凸１１ｂが形成されることになる。

かかる基材１０を製造するには、たとえば、まず、金型の原板に、ルーバ構造の型（仕枠板３７、切り板３８、羽板３９に応じた型）を形成する。つぎに複数の凹部１１、１１、…に応じた型を形成する。つぎに、金型にサンドブラスト処理を施して複数の微細凹凸１１ｂ、１１ｂ…に応じた型を形成する。こうして基材１０を成形するための金型が形成されると、金型に、溶融したプラスチック材料を投入して、たとえば射出成形により、表面に複数の凹部１１、１１…が形成され、さらに表面に複数の微細凹凸１１ｂ、１１ｂ…が形成された基材１０を成形する。

こうして基材１０が製造されると、第１実施例と同様の「気泡を取り除く」製造技術を用いて、その凹部１１内に酸化チタン粒子を底面に至るまで入り込ませるようにして光触媒フィルタ３０を製造する。なお、微細凹凸１１ｂによる酸化チタン粒子のアンカー効果が極めて高いものであるため、第１実施例と同様の「気泡を取り除く」製造技術を用いることなく従来の製造方法を用いて光触媒層２０を形成してもよい。なお、光触媒層２０の厚さは、凹部１１の深さに応じて調整することができる。

また、本実施例では、基材１０がプラスチックで構成されている場合を例にとり説明したが、第３実施例で例示した他の材料で構成された基材１０を用いる実施も可能である。

第１実施例と同様の「気泡を取り除く」製造技術を用いることなく従来の製造方法を用いて光触媒フィルタ３０を製造する方法は、以下のとおりとなる。

まず、プラスチックまたは金属またはガラスの単体、あるいはこれらの群から選択された２以上の材料の複合体、あるいはこれらの群から選択された１以上の材料とセラミックとの複合体からなる基材であって、金型に材料を供給することによって製造され得るものを基材として用意する。

つぎに、金型に、複数の凹部１１、１１…に応じた型を形成するとともに、金型にサンドブラスト処理を施すことにより当該凹部１１、１１…よりも細かい複数の微細凹凸１１ｂ、１１ｂ…に応じた型を形成する。

つぎに、金型に材料を供給することにより、表面に複数の凹部１１、１１…および複数の微細凹凸１１ｂ、１１ｂ…が形成された基材１０を製造する。

つぎに、基材１１の表面に、光触媒のスラリーを供給することにより、基材１１の表面に光触媒層２０が形成された光触媒フィルタ３０を製造する。

本実施例の製法により製造された光触媒フィルタ３０は、微細凹凸１１ｂによる酸化チタン粒子のアンカー効果と相まって、表面に酸化チタンからなる光触媒層２０が強固に密着して、極めて剥離し難いものとなる。このように耐久性が高く酸化分解能力の高い光触媒フィルタ３０を製造することができる。

図２７に示される板状のルーバ構造の光触媒フィルタ３０は、前述の各実施例で説明した板状の光触媒フィルタ３０と同様にして、室内用空気清浄機、自動車内用空気清浄機、ダクト内清浄用、配管内清浄用などの各種用途に用いることができる。

たとえば図２９に断面図にて示すように、図１３（ｂ）に示すのと同様の収納ケース４１内に、紫外線ランプ１４０、１４０、１４０を挟んで図中左右にそれぞれ、図２７に示される板状のルーバ構造の光触媒フィルタ３０、３０を配置、収納し、これを図中左右方向に空気の流れが形成されるように、空気清浄機の筐体内あるいはダクト内あるいは配管内に配置する。この場合、紫外線ランプ１４０に対面する光触媒フィルタ３０の面は、裏面３０ｂ側となるように配置することが望ましい。このように配置することで紫外線ランプ１４０によって発生した紫外線が効率よく光触媒層に照射されるとともに、紫外線の遮蔽効率を向上させることができる。

光触媒フィルタ３０における図中上下方向の羽板３９、３９間の隙間は、前述した貫通孔１２と同様に空気通過用の孔として機能する。

図示しないファンなどによって空気の流れが形成されると、矢印に示すごとく、図中左側の光触媒フィルタ３０における図中上下方向の羽板３９、３９間の隙間を介して空気が通過して、紫外線ランプ１４０が配置された空間に流れ込み、さらに図中右側の光触媒フィルタ３０における図中上下方向の羽板３９、３９間の隙間を介して空気が通過して、図中右側（空気清浄機の排出口あるいはダクト内後方あるいは配管内後方）に排出される。

このため光触媒層としての酸化チタン層２０に紫外線が照射され、空気が光触媒フィルタ３０を通過する際に、空気中の有害物が酸化分解される等して当該有害物が光触媒フィルタ３０にて捕獲、分解除去される。

図２７は、ルーバ構造の光触媒フィルタ３０を板状に形成した場合を例示しているが、ルーバ構造の光触媒フィルタ３０を中空状に形成してもよい。

図３０は、ルーバ構造の光触媒フィルタ３０を円筒形状に形成した場合を例示している。

図３０（ａ）は斜視図で、図３０（ｂ）は断面図である。

同図３０に示すように、ルーバ構造の光触媒フィルタ３０は、第１実施例で説明した中空状の光触媒フィルタ３０と同様に、中空部１３１と肉厚部１３２とからなり、中空部１３１に紫外線ランプ１４０が挿入、配置される。肉厚部１３２は、図２７（ａ）を展開図として同図２７（ａ）に示される板状の光触媒フィルタ３０を同図２７（ａ）の上下方向が周方向となるようにロール状に形成してなるものであり、オモテ面３０ａが外周側、裏面３０ｂが内周側となるように形成される。

図３０では、ルーバ構造の中空状の光触媒フィルタ３０を円筒形状としているが、あくまでこれは一例であり、図２０（ａ）、図２１（ａ）と同様にルーバ構造の中空状の光触媒フィルタ３０の断面は四角形であってもよい。

第１実施例の図１８〜図２３、図２６で説明したのと同様にして、ルーバ構造の中空状の光触媒フィルタ３０を用いて、空気清浄機２００を構成したり、ダクト２１０内、配管２１１内に配置することができる。

（第１０実施例）
図３２（ｂ）は、第９実施例に示される製法によって製造される光触媒フィルタ３０の作用を概念的に示す断面図である。

図示しない紫外線ランプの紫外線Ｌが光触媒層である酸化チタン層２０に照射されると、励起され活性化された光触媒と空気中の有害物とが反応して、有害物が酸化分解され、二酸化炭素等の酸化分解生成物１１ｄ（反応生成物）が生成され、光触媒フィルタ３０の表面に堆積する。とりわけ二酸化炭素ガスの比重は空気より重く、凹部１１に堆積され易く、凹部１１に堆積された二酸化炭素等の酸化分解生成物１１ｄは、容易に除去することができない。かかる光触媒フィルタ３０の表面に堆積された酸化分解生成物１１ｄは、紫外線Ｌの酸化チタン層２０への照射を阻害する。したがって、光触媒フィルタ３０を長期使用すると、有害物を酸化分解する能力が低下するおそれがある。

この第１０実施例の目的は、紫外線Ｌの酸化チタン層２０への照射を阻害することのないように酸化分解生成物１１ｄを除去することにある。

以下では、図２７で説明したルーバ構造の光触媒フィルタ３０を想定して説明する。

図３１は、第１０実施例に用いられる基材１０を例示した図であり、ルーバ構造の光触媒フィルタ３０を構成する基材１０を示した図である。図３１（ａ）は、基材１０のうち羽板３９の部分を上面からみた図で、図３１（ｂ）は、羽板３９の断面図で、図３１（ｃ）は、羽板３９の表面を一部拡大して示す斜視図である。

同図３１（ａ）に示すように、羽板３９の表面には、上面からみて、所定の直径ｄ１（たとえば１．５ｍｍ）を有する円形状の凹部１１、１１…が複数、羽板３９の幅方向、長さ方向、つまり図中上下方向および図中左右方向に所定のピッチＰＴ１（たとえば２ｍｍ）で形成されている。さらに、羽板３９の表面には、図中破線にて示すように、複数の凹部１１、１１…を横断する溝であって、光触媒層による有害物の酸化分解生成物１１ｄが導かれる溝１１ｃが形成されている。溝１１ｃは、図中上下方向および図中左右方向に、凹部１１のピッチＰＴ１と同ピッチにて、凹部１１の中心で互いに垂直に交差するように形成されている。図３１（ｂ）に示すように、凹部１１は、所定の深さｄｐ１（たとえば０．３ｍｍ）を有しており、図中破線にて示すように溝１１ｃについても同じ深さｄｐ１を有している。溝１１ｃの深さｄｐ１および幅は、酸化分解生成物１１ｄを当該溝１１ｃに導き、紫外線Ｌの酸化チタン層２０への照射を阻害することのないように酸化分解生成物１１ｄを除去することができる程度の値に定められる。

図３１（ｃ）に拡大して示すように、羽板３９たる基材１０の表面には、第９実施例と同様に、複数の微細凹凸１１ｂが形成されている。

さらに、図３２（ａ）に断面図にて示すように、基材１０の表面に酸化チタン層２０が形成されて、光触媒フィルタ３０が製造されることになる。かかる光触媒フィルタ３０を製造するにあたっては、第１実施例と同様の「気泡を取り除く」製造技術を用いてよく、用いなくてもよい。

また、基材１０をプラスチックで構成してもよく、第３実施例で例示した他の材料で構成された基材１０を用いてもよい。

つぎに、金型に、複数の凹部１１、１１…に応じた型を形成するとともに、金型にサンドブラスト処理を施すことにより当該凹部１１、１１…よりも細かい複数の微細凹凸１１ｂ、１１ｂ…に応じた型を形成する。また金型に、複数の凹部１１、１１…を横断する溝１１ｃ、１１ｃ…に応じた型を形成する。溝１１ｃを先に形成してから凹部１１を形成してもよく、凹部１１を先に形成してから溝１１ｃを形成してもよい。

さらに本実施例の製法により製造された光触媒フィルタ３０は、酸化分解生成物１１ｄを溝１１ｃに導くことで酸化分解生成物１１ｄを除去して、紫外線Ｌの酸化チタン層２０への照射を阻害することのないようにすることができる。

図３２（ａ）は、第１０実施例に示される製法によって製造される光触媒フィルタ３０の作用を概念的に示す断面図である。

図示しない紫外線ランプの紫外線Ｌが光触媒層である酸化チタン層２０に照射されると、励起され活性化された光触媒と空気中の有害物とが反応して、有害物が酸化分解され、二酸化炭素等の酸化分解生成物１１ｄ（反応生成物）が生成される。生成された酸化分解生成物１１ｄは、図中矢印に示すごとく、溝１１ｃに集中的に導かれ、光触媒フィルタ３０の表面、とりわけ凹部１１から除去される。このため光触媒フィルタ３０を長期使用したとしても、酸化分解生成物１１ｄが、光触媒フィルタ１０の表面のとりわけ凹部１１に堆積することを抑制でき、有害物を酸化分解する能力の低下を抑制することができる。これにより光触媒フィルタ３０の耐久性が飛躍的に向上する。

なお、図３１では、溝１１ｃが羽板３９の幅方向、長さ方向に所定のピッチＰＴ１で凹部１１の中心で垂直に交差するように形成される場合を例にとり説明したが、溝１１ｃの形成態様は任意であり、図３３（ａ）に示すように、羽板３９の斜め方向に形成してもよく、図３３（ｂ）に示すように、凹部１１に１本の溝１１ｃのみが横断するように形成してもよい。

なお、以上の説明では、板状あるいは中空状の光触媒フィルタ３０が空気清浄機内に収納される場合や板状あるいは中空状の光触媒フィルタ３０がダクト内あるいは配管内に設けられる想定して説明したが、これは一例であり、工場、ビルディング等の建屋の空気取り入れ口、換気扇、室内用あるいは自動車用エアコンデショナの排気ダクトなど任意の場所に、その場所に応じた形状、大きさに光触媒フィルタ３０を形成して、設置することができる。

また、実施例では、光触媒フィルタ３０に空気を通過させるようにして空気内の有害物を除去する場合を想定したが、光触媒フィルタ３０に工場排水等の液体を通過させるようにして液体内の有害物を除去する実施も当然可能である。

Claims

プラスチックまたは金属またはガラスの単体、あるいはこれらの群から選択された２以上の材料の複合体であって、少なくともアルミナセラミックよりも脆性破壊しにくく、表面に凹部が形成された基材と、
前記基材の表面凹部内を含む当該基材表面に形成された光触媒層と
を含んで構成され、
空気を通過させる孔が形成されていることを特徴とする光触媒フィルタ。
プラスチックまたは金属またはガラスの単体、あるいはこれらの群から選択された２以上の材料の複合体であって、少なくともアルミナセラミックよりも脆性破壊しにくく、表面に凹部が形成された第１の基材と、
前記第１の基材の表面凹部内を含む当該第１の基材表面に形成された第２の基材であって、セラミックまたは石膏またはセメントの単体、あるいはこれらの群から選択された２以上の材料の複合体であって、表面に凹部が形成された第２の基材と、
前記第２の基材の表面凹部内を含む当該第２の基材表面に形成された光触媒層と
を含んで構成され、
空気を通過させる孔が形成されていることを特徴とする光触媒フィルタ。
プラスチックまたは金属またはガラスの単体、あるいはこれらの群から選択された２以上の材料の複合体であって、少なくともアルミナセラミックよりも脆性破壊しにくい第１の基材と、
前記第１の基材の表面に形成された溝部と、
前記第１の基材の溝部内を含む当該第１の基材表面に形成された第２の基材であって、セラミックまたは石膏またはセメントの単体、あるいはこれらの群から選択された２以上の材料の複合体であって、表面に凹部が形成された第２の基材と、
前記第２の基材の表面凹部内を含む当該基材表面に形成された光触媒層と
を含んで構成され、
空気を通過させる孔が形成されていることを特徴とする光触媒フィルタ。
粒状に形成され、表面に凹部が形成された基材と、当該基材の表面凹部内を含む当該基材表面に形成された光触媒層とからなる粒状の光触媒担持体の集合体と、該集合体を収容する収容体とを含んで構成されていることを特徴とする光触媒フィルタ。
粒状に形成され、表面に凹部が形成された基材と、当該基材の表面凹部内を含む当該基材表面に形成された光触媒層とからなる粒状の光触媒担持体と、
前記粒状の光触媒担持体を複数収納するケースであって、各光触媒担持体同士の空隙に空気を通過させる孔が形成されている収納ケースと
を含んで構成されていることを特徴とする光触媒フィルタ。
光触媒フィルタは、板状に形成され、空気を通過させる複数の孔が板厚
方向に貫通していることを特徴とする請求項１または２または３記載の光触媒フィルタ。
光触媒フィルタの第１の基材は、板状に形成され、空気を通過させる複数の孔が板厚方向に貫通しており、
前記複数の孔の周囲を凸部に形成することで溝部が構成されていることを特徴とする請求３記載の光触媒フィルタ。
収納ケースは、板状の筐体として構成され、
空気を通過させる複数の孔が形成された部材が、板状の筐体のオモテ面および裏面を成し、
板状の筐体内部から前記粒状の光触媒担持体を出し入れする開閉自在の出し入れ口が設けられていることを特徴とする請求項５記載の光触媒フィルタ。
前記光触媒フィルタは、前記基材または前記第２の基材の表面に形成された凹部内から、気泡を取り除きつつ、表面に光触媒のスラリーを供給することにより、基材表面凹部内に光触媒のスラリーを入り込ませて、製造されてなるものであり、
前記基材または前記第２の基材の表面凹部の底面に至るまで光触媒の粒子が入り込んだ光触媒層が、基材表面に形成されている
ことを特徴とする請求項１または２または３記載の光触媒フィルタ。
前記粒状の光触媒担持体は、前記粒状の基材の表面に形成された凹部内から、気泡を取り除きつつ、表面に光触媒のスラリーを供給することにより、粒状の基材表面凹部内に光触媒のスラリーを入り込ませて、製造されてなるものであり、
前記粒状の基材表面凹部の底面に至るまで光触媒の粒子が入り込んだ光触媒層が、前記粒状の基材表面に形成されている光触媒担持体の集合体を含んで光触媒フィルタが構成されている
ことを特徴とする請求項４または５記載の光触媒フィルタ。
光触媒は、酸化チタンであることを特徴とする請求項１から５に記載の光触媒フィルタ。
前記基材または前記第２の基材の表面に形成された光触媒層は、光触媒の粒子以外のバインダーを含む添加物を有しない光触媒の粒子のみからなる層であることを特徴とする請求項１から５に記載の光触媒フィルタ。
光触媒は、粒径が５ｎｍから２０ｎｍのナノ粒子であって、
前記基材または前記第２の基材の表面に形成された光触媒層は、前記ナノ粒子が単独として、または、前記ナノ粒子が、１０ｎｍから１００ｎｍの径の集合体として存在し、
これら単独のナノ粒子同士の間またはナノ粒子の集合体同士の間または単独のナノ粒子とナノ粒子の集合体との間が接点で結合しており、かつそれらの間は、０．１ｎｍから１０ｎｍの均等な空隙を有していることを特徴とする請求項１から５に記載の光触媒フィルタ。
前記第１の基材の表面上の溝部内に、凹部が形成され、前記第１の基材の溝部内に形成された凹部を含む当該第１の基材表面に、前記第２の基材が形成されていることを特徴とする請求項３記載の光触媒フィルタ。
凹部は、サンドブラストを施すことにより形成されていることを特徴とする請求項１または２または１４記載の光触媒フィルタ。
凹部は、エッチングを施すことにより形成されていることを特徴とする請求項１または２または１４記載の光触媒フィルタ。
前記粒状に形成された基材は、セラミックまたはゼオライトまたは人工ゼオライトまたは軽石または石膏または珪藻土であることを特徴とする請求項４または５記載の光触媒フィルタ。
少なくともアルミナセラミックよりも脆性破壊しにくいセラミックからなる第１の基材と、
前記第１の基材の表面凹部内を含む当該第１の基材表面に形成されたアルミナセラミックからなる第２の基材と、
前記第２の基材の表面凹部内を含む当該第２の基材表面に形成された光触媒層と
を含んで構成されていることを特徴とする光触媒フィルタ。
前記光触媒フィルタは、前記第２の基材の表面に形成された凹部内から、気泡を取り除きつつ、表面に光触媒のスラリーを供給することにより、表面凹部内に光触媒のスラリーを入り込ませて、製造されてなるものであり、
前記第２の基材の表面凹部の底面に至るまで光触媒の粒子が入り込んだ光触媒層が、基材表面に形成されている
ことを特徴とする請求項１８記載の光触媒フィルタ。
光触媒フィルタは、紫外線ランプが当該光触媒フィルタの内周面に対して所定の大きさの隙間を以って挿通し得る中空状に形成され、前記孔は当該光触媒フィルタの肉厚方向に貫通していることを特徴とする請求項１または２または３または１８記載の光触媒フィルタ。
収容体は、紫外線ランプが挿通し得る中空状に形成され、当該収容体の外周面および内周面に開口部が形成されていることを特徴とする請求項４記載の光触媒フィルタ。
光触媒フィルタは、円筒状に形成されていることを特徴とする請求項２０記載の光触媒フィルタ。
収容体は、円筒状に形成されていることを特徴とする請求項２１記載の光触媒フィルタ。
紫外線ランプの挿通方向に対して垂直となる光触媒フィルタの断面の形状は、四角形であることを特徴とする請求項２０記載の光触媒フィルタ。
紫外線ランプの挿通方向に対して垂直となる収容体の断面の形状は、四角形であることを特徴とする請求項２１記載の光触媒フィルタ。
前記所定の大きさの隙間は、２ｍｍ〜２０ｍｍであることを特徴とする請求項２０記載の光触媒フィルタ。
前記基材の表面に複数の凹部が形成され、前記基材の表面に前記凹部よりも細かい複数の微細凹凸が形成されており、当該基材の表面に光触媒層が形成されていること
を特徴とする請求項１記載の光触媒フィルタ。
光触媒フィルタは、プラスチックを材料とする基材を含んで構成され、平板状に形成され、ルーバ構造であること
を特徴とする請求項１または請求項２７記載の光触媒フィルタ。
光触媒フィルタは、プラスチックを材料とする基材を含んで構成され、紫外線ランプが当該光触媒フィルタの内周面に対して所定の大きさの隙間を以って挿通し得る中空状に形成され、ルーバ構造であること
を特徴とする請求項１または請求項２７記載の光触媒フィルタ。
前記複数の凹部を横断する溝であって、光触媒層による有害物の酸化分解生成物が導かれる溝が形成されていることを特徴とする請求項２７記載の光触媒フィルタ。