WO2011114467A1 - 光触媒フィルタの製造方法および光触媒フィルタ - Google Patents

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WO2011114467A1
WO2011114467A1 PCT/JP2010/054589 JP2010054589W WO2011114467A1 WO 2011114467 A1 WO2011114467 A1 WO 2011114467A1 JP 2010054589 W JP2010054589 W JP 2010054589W WO 2011114467 A1 WO2011114467 A1 WO 2011114467A1
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WO
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photocatalyst
base material
layer
titanium oxide
ceramic
Prior art date
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PCT/JP2010/054589
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English (en)
French (fr)
Inventor
文夫 徳岳
寛治 太田
Original Assignee
株式会社オー・ティー・エー
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Publication date
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Priority to PCT/JP2011/054856 priority patent/WO2011114893A1/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/39—Photocatalytic properties

Definitions

  • the present invention relates to a photocatalytic filter that captures, decomposes and removes harmful substances such as viruses using a photocatalyst and a method for producing the same.
  • photocatalytic filters that capture and decompose and remove harmful substances such as viruses using photocatalysts have been developed and commercialized.
  • the currently popular photocatalytic filter is mainly composed of an alumina ceramic porous body with a UV-responsive photocatalytic layer made of titanium oxide (titanium dioxide: TiO2) formed on the surface of the base material.
  • titanium oxide titanium dioxide
  • the anatase type with high photocatalytic performance is mainly used for titanium oxide.
  • Titanium oxide uses fine particles having a small particle size, particularly nanoparticles having a particle size of the order of several nanometers, in order to increase the specific surface area of the photocatalytically active layer and enhance the decomposition and removal ability.
  • the photocatalytic filter is used for various purposes such as air cleaning and water (contaminated wastewater) cleaning.
  • air purifiers that are housed in an air purifier and those that are attached to an air introduction path to the room or an air exhaust path to the outside, and can be provided in various places.
  • an ultraviolet lamp is accommodated in the case of the air purifier in addition to the photocatalytic filter.
  • the ultraviolet lamp is used to irradiate the photocatalyst with ultraviolet rays to excite the photocatalyst to oxidize and decompose harmful substances in the air.
  • a suction fan is housed in the housing in order to take in the outside air, pass the air through the photocatalytic filter, and discharge the outside.
  • Patent Document 1 is a device related to an air purifier that decomposes and removes pollutants in the air using a photocatalyst, and is a mechanism that is compact for home use and has improved maintainability.
  • Patent Document 1 We have already filed an application for a device for the structure and registered a utility model.
  • the ceramic is used as the base material of the photocatalyst, and the surface has a concave portion, so that it has water absorption, and the slurry of titanium oxide can be absorbed and held on the surface when manufacturing the photocatalytic filter. This is because there are advantages and it is difficult to oxidize even when irradiated with ultraviolet rays.
  • the reason why alumina ceramic is used is that light reflectivity is good and ultraviolet rays are efficiently irradiated onto the photocatalyst to increase the oxidative decomposition ability.
  • the photocatalyst substrate is made of a porous material in order to allow air to be removed from harmful substances to pass through, and to increase the light permeability and efficiently irradiate the photocatalyst with ultraviolet light to enhance the oxidative decomposition ability. Because of the reason.
  • the photocatalytic filter is manufactured in the following processes. That is, the urethane foam, which is a porous body, is immersed in a slurry (a slurry) of ceramic powder (alumina powder). Thereafter, dehydration is performed, the water is squeezed, and heat treatment is performed at a high temperature. Then, the urethane foam is burned out, and a ceramic porous body corresponding to the shape of the urethane foam is formed.
  • the ceramic porous body is dipped or applied in a slurry of titanium oxide fine powder (nanoparticles) to form a titanium oxide layer on the surface of the ceramic porous body.
  • the ceramic porous body is dipped or applied to the titanium oxide slurry. Thereafter, it is naturally dried to remove moisture from the slurry, and a titanium oxide layer is formed on the surface of the ceramic porous body.
  • the ceramic porous body is immersed or applied to a slurry in which titanium oxide and a binder (for example, an inorganic binder) are mixed. Thereafter, heat treatment is performed to sinter titanium oxide on the surface of the ceramic porous body to form a titanium oxide layer.
  • a binder for example, an inorganic binder
  • Patent Document 2 20% silica as an inorganic binder is contained in a slurry in which fine particles of anatase-type titanium oxide are monodispersed in an aqueous solvent to prepare a mixed slurry of titanium oxide and a binder. After immersing the alumina ceramic porous body in a mixed slurry of titanium and binder, heat treatment is performed at 500 ° C., and titanium oxide is sintered on the surface of the alumina ceramic porous body to form a titanium oxide layer.
  • the invention has been described.
  • Patent Document 3 for the purpose of adhering the titanium oxide layer to the ceramic layer without using a binder, titanium oxide is mixed at a temperature of 500 ° C. or higher in a mixed atmosphere of ammonia gas and hydrocarbon gas at a mixing ratio of 20: 1. Heat treatment at a temperature of 600 ° C. produces titanium oxide particles containing 50 ppm or more of OH groups. Further, the titanium oxide particles are dispersed in water to form a slurry, which is applied to the surface of an alumina ceramic substrate and oxidized. The invention of forming a titanium layer is described. Utility Model Registration No. 3150894 (No. 2009-1595) JP 2001-38218 A (Patent No. 3540964) JP-A-2005-254128
  • the titanium oxide layer is easily peeled off from the ceramic layer. For this reason, there is a problem that deterioration is advanced due to secular change and durability is low.
  • the photocatalytic filter manufactured by the conventional technique 2 is a conventional technique in which the titanium oxide layer containing the inorganic binder is fixed to the ceramic layer by sintering, so that the titanium oxide layer is easily peeled off and has low durability. Problems that can occur at 1 are unlikely to occur.
  • the titanium oxide layer is composed of a sintered body of an inorganic binder and titanium oxide particles, the titanium oxide particles are buried in the baked and solidified inorganic binder and exposed from the inorganic binder to function as a photocatalyst. There are very few particles.
  • the specific surface area of the photocatalytic active layer made of titanium oxide is substantially reduced, resulting in a new problem that the oxidative decomposition ability of the photocatalyst is remarkably lowered.
  • the amount of light must be increased by increasing the number of ultraviolet lamps or making the ultraviolet lamp itself large.
  • the air cleaner (housing) becomes large and cannot be made compact, resulting in a problem that the manufacturing cost increases.
  • the photocatalytic filter manufactured by the prior art 3 does not use an inorganic binder and does not baked titanium oxide together with the inorganic binder, the problem that titanium oxide is buried in the baked and hardened binder does not occur.
  • the titanium oxide layer is a layer containing an additive other than the titanium oxide particles, the same problem as in the prior art 2 in which the oxidative decomposition ability by the photocatalyst is reduced by the content of the additive occurs.
  • the titanium oxide slurry is produced, the titanium oxide particles are not dispersed in water as they are, but the titanium oxide is previously heat treated at a temperature of 500 ° C. to 600 ° C. in a mixed atmosphere of ammonia gas and hydrocarbon gas.
  • the process of manufacturing the titanium oxide particle containing OH group is required, the problem that manufacturing cost increases and manufacturing requires a long time arises.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and a layer of high purity or 100% photocatalyst is not peeled off on the surface of a substrate such as ceramic without using a binder or additive. It is an object of the present invention to provide a photocatalyst filter that is securely fixed and thus has high durability and high oxidative decomposition ability by a photocatalyst to the market.
  • the first invention is In the method for producing a photocatalyst filter in which a photocatalyst filter in which a photocatalyst layer is formed on the surface of a ceramic layer is produced by supplying a photocatalyst slurry to a substrate made of ceramic.
  • the slurry of the photocatalyst is introduced into the concave portion of the surface of the ceramic layer by supplying the photocatalyst slurry to the surface of the ceramic layer while removing bubbles from the inside of the concave portion formed on the surface of the ceramic layer.
  • the second invention is In the photocatalyst filter manufactured by supplying the slurry of the photocatalyst to the substrate made of ceramic,
  • the photocatalyst slurry is introduced into the ceramic layer surface recess by supplying the photocatalyst slurry to the surface of the ceramic layer while removing bubbles from the recess formed on the surface of the ceramic layer.
  • a photocatalytic filter comprising: The photocatalyst layer in which the photocatalyst particles enter until reaching the bottom surface of the concave portion of the ceramic layer surface is formed on the surface of the ceramic layer.
  • the third invention is the first invention or the second invention,
  • the photocatalyst is titanium oxide.
  • a fourth invention is the first invention,
  • the slurry of the photocatalyst is characterized by being a solution composed of only the solvent and the photocatalyst particles and not containing an additive containing a binder other than these.
  • the fifth invention is the second invention,
  • the photocatalyst layer formed on the surface of the ceramic layer is a layer composed of only photocatalyst particles having no additive containing a binder other than the photocatalyst particles.
  • a sixth invention is the second invention,
  • the photocatalyst is a nanoparticle having a particle size of 5 nm to 20 nm
  • the nanoparticles are present alone or as an aggregate having a diameter of 10 nm to 100 nm, Between these single nanoparticles or between a collection of nanoparticles, or between a single nanoparticle and a collection of nanoparticles is bonded at a contact point, and between them, 0.1 nm to 10 nm It is characterized by having uniform voids.
  • the seventh invention A simple substance of gypsum or cement or zeolite, or a composite of two or more materials selected from these groups, or a composite of one or more materials selected from these groups and a ceramic, wherein the surface has a recess. Even if formed as a base material, By supplying slurry of the photocatalyst to the surface of the base material while removing bubbles from the inside of the recess formed on the surface of the base material, It is a method for producing a photocatalytic filter in which a photocatalytic filter having a photocatalytic layer formed on the surface of the substrate is produced.
  • the eighth invention A simple substance of plastic or metal or glass, or a composite of two or more materials selected from these groups, or a composite of one or more materials selected from these groups and a ceramic, wherein the surface has a recess. Even if formed as a base material, By supplying slurry of the photocatalyst to the surface of the base material while removing bubbles from the inside of the recess formed on the surface of the base material, It is a method for producing a photocatalytic filter in which a photocatalytic filter having a photocatalytic layer formed on the surface of the substrate is produced.
  • a ninth invention is the eighth invention, A concave portion is formed on the surface of the base material by sandblasting.
  • a recess is formed on the surface of the base material by etching.
  • the eleventh invention is the first invention, the seventh invention or the eighth invention, It is characterized in that bubbles are removed from the recesses formed on the surface of the base material by applying a vacuum state lower than the atmospheric pressure.
  • the twelfth invention is the first invention, the seventh invention, or the eighth invention, It is characterized in that bubbles are removed from the recesses formed on the surface of the substrate by slightly vibrating the substrate.
  • the thirteenth invention is the first invention, the seventh invention or the eighth invention, It is characterized in that bubbles are removed from the recesses formed on the surface of the base material by making the base material a vacuum state lower than the atmospheric pressure while slightly vibrating the base material.
  • the “concave portion” is used to mean a portion formed in a size and shape having “water absorption” that sucks a liquid such as slurry.
  • FIG. 17A shows a state in which the titanium oxide slurry 29 is supplied to the ceramic porous body 19, and FIGS. 17B and 17C show the photocatalytic filter 30 manufactured by the manufacturing method of the prior art 1.
  • FIG. The cross section of the surface layer of ′ is shown.
  • the bonding property between the titanium oxide particles is low and the bonding property to the lower layer 20b ′ is low just by “riding” the lower layer 20b ′. It peels off with a slight impact.
  • the lower layer 20 b ′ not only has a low bonding property between the titanium oxide particles, but also has a small anchor effect on the surface of the ceramic layer 10 because the titanium oxide particles do not enter the bottom of the recess 11, and the adhesion to the ceramic layer 10 is small. The nature is weak. For this reason, although it is not as large as the upper layer 20a ′, it will eventually fall out of the ceramic layer 10 due to secular change (FIG. 17C).
  • FIG. 2 shows a cross section of the photocatalytic filter 30 manufactured by the manufacturing method of the present invention.
  • the present inventors supply the titanium oxide slurry 29 to the surface of the ceramic layer 10 while removing the bubbles from the recesses 11 on the surface of the ceramic layer 10, the titanium oxide slurry 29 is not inhibited by the bubbles.
  • the titanium oxide layer 20 penetrates to the bottom of the inside, the bonding strength between the titanium oxide particles increases, the anchor effect of the titanium oxide particles to the surface of the ceramic layer 10 is high, and the titanium oxide layer 20 is obtained that adheres firmly to the surface of the ceramic layer 10 and is difficult to peel off. I thought that.
  • the slurry 29 of titanium oxide is supplied to the surface of the ceramic layer 10 while removing bubbles from the inside of the recess 11 formed on the surface of the ceramic layer 10.
  • the photocatalyst slurry 29 can enter the concave portion 11 on the surface of the ceramic layer 10 without being blocked by bubbles.
  • titanium oxide enters the bottom surface 11 a of the surface recess 11 of the ceramic layer 10, and the titanium oxide particles are bonded to each other at a contact point, so that the gap between the titanium oxide particles is reduced and the titanium oxide particles are The titanium oxide layer 20 in which the gaps between them were uniform was obtained. Therefore, a titanium oxide layer 20 having a high anchoring effect of titanium oxide particles on the surface of the ceramic layer 10 and being firmly adhered to the surface of the ceramic layer 10 and difficult to peel was obtained (FIG. 2).
  • a high-purity or 100% titanium oxide layer can be reliably fixed to the surface of the ceramic substrate 10 without using a binder or additives so that no peeling occurs.
  • a photocatalytic filter having high durability and high oxidative decomposition ability by the photocatalyst can be provided to the market.
  • the photocatalytic filter is housed in an air purifier, it is not necessary to increase the amount of light by increasing the number of ultraviolet lamps or making the ultraviolet lamp itself large in order to compensate for the lack of oxidative decomposition ability due to the photocatalyst.
  • the air cleaner (housing) can be made compact and the manufacturing cost can be reduced.
  • the above-described manufacturing method of “removing bubbles from the recesses formed on the surface of the substrate to allow the photocatalyst slurry to enter the recesses on the substrate surface” is the same as that for ceramics, that is, the material itself.
  • a water-absorbing material having concave portions formed on the surface thereof that is, “gypsum or cement or zeolite alone, or a composite of two or more materials selected from these groups, or one or more selected from these groups It can be applied to a “base material in which a concave portion is formed on the surface” (seventh invention).
  • the above manufacturing method is different from ceramic in that the material itself does not have a concave portion that causes water absorption, but an artificially formed concave portion, that is, “plastic or metal or glass alone or a group thereof. Or a composite of two or more materials selected from the above, or a composite of one or more materials selected from these groups and a ceramic, the surface of which is formed with recesses. Can do. In this case, for example, sandblasting or etching can be performed on the surface of the base material having no recesses (9th invention, 10th invention), and the same manufacturing method is used in the artificially formed recesses. The photocatalyst may be inserted to reach the bottom of the recess (eighth invention).
  • FIG. 1 (a) and 1 (b) are a photograph of the surface layer cross section of the photocatalyst filter of this example (FIG. 1 (a)) and a photograph of the surface layer cross section of the photocatalyst filter manufactured by the manufacturing method of the prior art 1 (FIG. It is a figure shown by contrast with FIG.1 (b)).
  • FIG. 2 is a view showing a cross section of the surface layer of the photocatalytic filter manufactured by the manufacturing method of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a manufacturing apparatus for carrying out the manufacturing method of the first embodiment.
  • 4A and 4B are a photograph of the surface layer cross section of the photocatalyst filter of this example (FIG.
  • FIG. 4A is a photograph of the surface layer cross section of the photocatalyst filter manufactured by the manufacturing method of the prior art 2 (FIG. It is a figure shown by contrast with FIG.4 (b)).
  • Fig.5 (a) is a figure which shows notionally the cross-section of the surface layer of the photocatalyst filter manufactured by the manufacturing method of 1st Example.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the photocatalytic filter according to the third embodiment.
  • FIGS. 6A and 6B are a side view and a front view of the photocatalytic filter, respectively, and
  • FIG. 6C is a surface layer of the photocatalytic filter. It is sectional drawing.
  • FIG. 7 is a diagram showing a surface layer cross-sectional structure of the photocatalytic filter of the fourth embodiment.
  • FIG. 8 is a view showing a cross section of the surface layer of the photocatalytic filter of the fifth embodiment.
  • FIG. 9A is a partial perspective view of the first substrate constituting the photocatalytic filter of the sixth embodiment, and FIG. 9B is a cross-sectional view of the surface layer of the photocatalytic filter of the sixth embodiment. It is.
  • FIG. 10A is a diagram showing experimental results for the photocatalytic filter of the third embodiment, and FIG. 10B is a diagram showing experimental results for the photocatalytic filter of the sixth embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing a cross-sectional structure of the photocatalytic filter of the seventh embodiment.
  • FIG. 12A, 12B, and 12C are diagrams showing a configuration example of the base material of the third embodiment.
  • FIG. 13 (a) is a view showing an aggregate of granular photocatalyst carriers of the eighth embodiment
  • FIG. 13 (b) is an aggregate of granular photocatalyst carriers of the eighth embodiment. It is the figure which showed a mode that the photocatalyst filter accommodated in the container was accommodated in the storage case of an air cleaner.
  • FIG. 14A is a diagram showing a cross section of the surface layer of the granular photocatalyst carrier 21, and
  • FIG. 14B is a diagram showing a configuration example of a storage case constituting the photocatalyst filter.
  • FIG. 14A is a diagram showing a cross section of the surface layer of the granular photocatalyst carrier 21
  • FIG. 14B is a diagram showing a configuration example of a storage case constituting the photocatalyst filter.
  • FIG. 15A is a front perspective view of a photocatalyst filter composed of a housing configured as a housing case and an aggregate of granular photocatalyst carriers housed in the housing case, and FIG. It is sectional drawing of the photocatalyst filter (accommodating case 31) shown to Fig.15 (a).
  • FIGS. 16A, 16 ⁇ / b> B, and 16 ⁇ / b> C are diagrams each illustrating a configuration example of a storage case that configures the photocatalytic filter.
  • FIG. 17A is a view showing a state in which a slurry of titanium oxide is supplied to a ceramic porous body.
  • FIGS. 17B and 17C are views of a photocatalytic filter manufactured by the manufacturing method of the prior art 1.
  • FIG. It is a figure which shows the cross section of a surface layer.
  • titanium oxide is exemplified as a photocatalyst.
  • the present invention can be applied to any photocatalyst such as zinc oxide, gallium phosphide, and gallium arsenide as long as it can be put to practical use by future technological improvements. Can do.
  • FIG. 3 shows an example of a manufacturing apparatus for carrying out the manufacturing method of the first embodiment.
  • the suction port 81a communicates with the vacuum vessel 80 and the vacuum vessel 80, and the air in the vacuum vessel 80 is sucked to greatly expand the inside of the vacuum vessel 80.
  • a pump (vacuum pump) 81 that is in a vacuum state lower than the atmospheric pressure, a vibration plate 82 that mounts the vacuum vessel 80 and vibrates the vacuum vessel 80, a vibrator 83 that vibrates the vibration plate 82, and the vacuum vessel 80 ,
  • a valve 87 that is provided on the supply path 86 and opens and closes the supply path 86.
  • the nozzle 85 and the supply path 86 are set to have a small diameter and a small opening area that keep the vacuum pump 80 hermetically sealed and does not impede suction by the pump 81.
  • the titanium oxide slurry 29 is a solution made of 100% titanium oxide, which is composed of only a solvent and fine titanium oxide powder, and to which no additive containing a binder other than these is added.
  • the fine titanium oxide powder is composed of nanoparticles having a particle size of about 1 to 100 nm, and preferably one having a particle size of one order of nanometers (10 nm or less).
  • a predetermined amount of titanium oxide particles is dispersed in a predetermined amount of water to form a slurry.
  • a commercially available anatase type TiO2 aqueous solution can be used.
  • an alumina ceramic ( ⁇ -Al 2 O 3) porous body (alumina ceramic foam) 10 is placed in a vacuum vessel 80 as a base material.
  • the alumina ceramic porous body 10 is formed in a flat plate shape, for example.
  • the alumina ceramic porous body (alumina ceramic foam) 10 is produced using a urethane foam porous body as a raw material, as in the conventional case.
  • the pump 81 and the vibrator 83 are operated to slightly vibrate the alumina ceramic porous body 10 and to make the vacuum vessel 80 in a vacuum state.
  • valve 87 is opened, and the titanium oxide slurry 29 in the tank 84 is supplied to the surface of the alumina ceramic porous body 10 in the vacuum vessel 80 through the supply path 86 and the nozzle 85.
  • the valve 87 is closed.
  • the state in which the titanium oxide slurry 29 is immersed on the surface of the alumina ceramic porous body 10 is maintained for a predetermined time (for example, 20 minutes).
  • a predetermined time for example, 20 minutes.
  • the pump 81 and the vibrator 83 are stopped, and the alumina ceramic porous body 10 having the titanium oxide slurry 29 adhering to the surface is taken out of the vacuum vessel 80. Thereafter, it is naturally dried to obtain a photocatalytic filter 30 in which the titanium oxide layer 20 is formed on the surface of the alumina ceramic porous body 10.
  • FIG. 2 shows a cross section of the surface layer of the photocatalytic filter 30 manufactured by the manufacturing method of the first embodiment.
  • a recess 11 is formed which is formed in a bowl shape spreading in the bottom as viewed in cross section.
  • the recess 11 is formed in a size and shape having “water absorption” for sucking a liquid material such as slurry.
  • the recess 11 has a diameter of 0.1 ⁇ m to 10 ⁇ m.
  • the titanium oxide slurry 29 When the titanium oxide slurry 29 is supplied to the surface of the alumina ceramic porous body 10, the titanium oxide slurry 29 flows into the recesses 11 on the surface of the ceramic layer 10. At this time, bubbles are generated in the recess 11. The bubbles inhibit the titanium oxide slurry 29 from entering the recess 11.
  • the alumina ceramic porous body 10 is in a vacuum state while slightly vibrating. As a result, bubbles are removed from the inside of the recess 11 formed on the surface of the alumina ceramic porous body 10. Then, the slurry 29 of titanium oxide is continuously supplied to the alumina ceramic porous body 10 while removing bubbles from the inside of the recess 11.
  • the titanium oxide enters the bottom surface 11a of the surface recess 11 of the ceramic layer 10, and the titanium oxide particles are in contact with each other as compared with the cross-sectional structure of the photocatalytic filter 30 'shown in FIG. And the titanium oxide layer 20 is obtained in which the gaps between the titanium oxide particles are reduced and the gaps between the titanium oxide particles are uniform. For this reason, the titanium oxide layer 20 having a high anchoring effect on the surface of the ceramic layer 10 of the titanium oxide particles and being firmly adhered to the surface of the ceramic layer 10 and difficult to peel off is obtained.
  • the titanium oxide layer 20 formed on the surface of the ceramic layer 10 has the nanoparticles alone or the nanoparticles having a diameter of 10 nm to 100 nm.
  • Exist as aggregates, and these single nanoparticles are connected to each other or between nanoparticle aggregates or between single nanoparticles and nanoparticle aggregates, and their It is observed that there are uniform gaps between 0.1 nm and 10 nm.
  • FIGS. 1A and 1B are a photograph of a surface layer cross section of the photocatalyst filter 30 of the present embodiment (FIG. 1A) and a surface layer cross section of a photocatalyst filter 30 ′ manufactured by the manufacturing method of the prior art 1. FIG. This is shown in comparison with the photograph (FIG. 1B).
  • the titanium oxide particles are densely entered into the concave portion 11 up to the bottom surface 11a of the concave portion 11 to obtain a high anchor effect, whereas the photocatalytic filter 30 ′ of the prior art 1 is obtained.
  • the titanium oxide particles hardly enter the recesses 11 and the recesses 11 are hollow so that the anchor effect is extremely poor.
  • FIG. 4A and 4B are a cross-sectional photograph of the photocatalyst filter 30 of the present embodiment (FIG. 4A) and the surface layer of the photocatalyst filter 30 ′′ produced by the production method of the prior art 2.
  • FIG. A cross-sectional photograph (FIG. 4B) is shown in comparison.
  • the titanium oxide layer 20 ′′ is composed of a sintered body of an inorganic binder and titanium oxide particles, titanium oxide particles are contained in the baked and solidified inorganic binder. There are very few titanium particles that are buried and exposed from the inorganic binder and function as photocatalysts. As a result, the specific surface area of the photocatalytic active layer made of titanium oxide is substantially reduced, and the oxidative decomposition ability of the photocatalyst is remarkably reduced. For example, the specific surface area shows a low value of 6.65 m 2 / g.
  • the titanium oxide layer 20 formed on the surface of the ceramic layer 10 is composed only of 100% titanium oxide particles that do not have an additive containing a binder other than the titanium oxide particles. It is a layer. Since the titanium oxide layer 20 does not contain additives such as an inorganic binder and is formed by natural drying at room temperature without baking, the area where the surface of each titanium oxide particle is exposed is very large. In addition, as described above, the titanium oxide particles are arranged by point bonding with uniform and minute voids. As a result, The specific surface area of the photocatalytic active layer made of titanium oxide is substantially very large. For example, the specific surface area is 18.58 m ⁇ 2> / g, which is much larger than the specific surface area of prior art 2 (6.65 m ⁇ 2> / g).
  • FIG. 5A conceptually shows the cross-sectional structure of the surface layer of the photocatalytic filter 30 manufactured by the manufacturing method of the first embodiment.
  • the photocatalytic filter 30 includes a substrate 10 made of a plate-like alumina ceramic foam having a thickness of 10 mm and a length and width of 150 mm (150 mm square; 150 mm ⁇ 150 mm), and a film formed on the surface of the substrate 10. And a titanium oxide layer 20 having a thickness of 1 ⁇ m.
  • An experiment was conducted using the photocatalytic filter 30 as a sample.
  • the air purifier was placed in a container with a volume of 30 m3, formaldehyde was introduced into the container, the air volume was set to 20 m3 / min, and the change over time in the formaldehyde concentration in the container was measured.
  • a 1312 type multi gas monitor manufactured by INOVA
  • an RCS air sampler manufactured by Biotest
  • Fig. 5 (b) shows the experimental results.
  • the solid line is the photocatalytic filter 30 of the first embodiment
  • the broken line is the photocatalytic filter 30 'of the comparative example.
  • the photocatalytic filter 30 of the first embodiment can reduce the concentration of formaldehyde in the container more quickly than the conventional photocatalytic filter 30 '. I understand.
  • the photocatalytic filter 30 of the present embodiment has an effect that the oxidative decomposition ability by the photocatalyst is remarkably improved as compared with the conventional case. For this reason, for example, when used in an air cleaner, it is necessary to increase the amount of light by increasing the number of ultraviolet lamps or making the ultraviolet lamp itself large in order to compensate for the lack of oxidative decomposition ability due to the photocatalyst. As a result, the air cleaner (housing) can be made compact, and the manufacturing cost can be reduced.
  • bubbles are removed from the recesses 11 formed on the surface of the base material 10 by making the base material 10 in a vacuum state while slightly vibrating.
  • bubbles may be generated from the inside of the concave portion 11 formed on the surface of the base material 10 only by slightly vibrating the base material 10 without being in a vacuum state.
  • bubbles are removed from the recesses 11 formed on the surface of the base material 10 by making the base material 10 in a vacuum state while slightly vibrating, but this is an example. As long as bubbles can be removed from the inside of the recess 11 formed on the surface of the substrate 10, any technical means that can be taken at present and in the future can be applied.
  • the base material 10 was an alumina ceramic
  • SiC silicon carbide
  • the manufacturing method of one embodiment can be applied.
  • the titanium oxide slurry 29 uses a solution made of 100% titanium oxide to which no additive is added. However, the slurry needs to be 100% as long as the purity is high and the oxidative decomposition ability can be secured. There is no.
  • the photocatalytic filter 30 In order to use the photocatalytic filter 30 for applications such as an air purifier, the photocatalytic filter 30 has a plate width of 30 mm to 600 mm, a thickness of 2 mm to 30 mm, and a thickness of the titanium oxide layer 20. A range of 0.1 ⁇ m to 10 ⁇ m is desirable.
  • the method of manufacturing the photocatalytic filter 30 using the manufacturing technique of “removing bubbles” in the first embodiment is also applied to a substrate similar to ceramic, that is, a substrate having water absorption with a concave portion formed on the surface. can do.
  • a substrate is a) a simple substance of gypsum or cement or zeolite b) a composite of two or more materials selected from the group of gypsum or cement or zeolite c) a ceramic and one or more materials selected from the group of gypsum or cement or zeolite A complex is mentioned.
  • a binder or addition is added to the surface of the base material 10 as in the first embodiment.
  • the photocatalyst layer 20 made of high-purity or 100% titanium oxide is securely fixed so as not to peel off without using a material, and thus the photocatalyst filter 30 having high durability and high oxidative decomposition ability is manufactured. be able to.
  • the method of manufacturing the photocatalytic filter 30 using the manufacturing technique of “removing bubbles” in the first embodiment is different from ceramic in that the material itself does not have a recess that causes water absorption (or is poor in water absorption). It can also be applied to a substrate by artificially forming a recess on the surface.
  • a substrate is a) a single piece of plastic or metal or glass b) a composite of two or more materials selected from the group of plastics or metals or glass c) one or more materials selected from the group of plastics or metals or glass and ceramics A complex is mentioned.
  • the material is made of a material that is less susceptible to brittle fracture than alumina ceramic.
  • the material is strong and strong, can be formed into any shape and size, is light and thin. It should be noted that most plastics, metals, or glasses satisfy some or all of the conditions d) and e).
  • the photocatalyst layer 20 of high purity or 100% titanium oxide is securely fixed to the surface of the base material 10 without using a binder or additive so that no peeling occurs. Therefore, the photocatalytic filter 30 having high durability and high oxidative decomposition ability can be manufactured.
  • the concave portion 11 can be formed by subjecting the surface of the plate-shaped member to a surface treatment such as a physical treatment or a chemical treatment.
  • the plate-like member surface may be sandblasted as a physical treatment to form the recess 11, or the plate-like member surface may be etched as a chemical treatment to form the recess 11.
  • a plate-like member having a concave portion 11 formed on the surface may be integrally formed by using a molding technique such as injection molding.
  • machining such as casting, plastic working (press, forging, etc.) and cutting.
  • FIG. 6 the structural example of the photocatalyst filter 30 of 3rd Example is shown.
  • 6A and 6B are a side view and a front view, respectively, of the photocatalytic filter 30, and
  • FIG. 6C is a cross-sectional view of the surface layer of the photocatalytic filter 30.
  • the base material 10 for example, metal or plastic can be used.
  • the photocatalytic filter 30 is manufactured as follows.
  • a base material 10 made of a plate-like metal having a large number of air-passing through-holes 12 formed at equal intervals in the thickness direction is molded.
  • the through hole 12 is formed so as to penetrate the front surface 30a and the back surface 30b of the photocatalytic filter 30, and is formed in a circular shape, for example (FIGS. 6A and 6B).
  • the surface of the base material 10 made of metal is subjected to sandblasting to form a large number of recesses 11 on the surface of the base material 10.
  • the concave portion 11 is formed up to the entire surface of the base material 10 exposed to the outside, that is, the inner surface of the through hole 12.
  • the recess 11 is set to have a size and shape that allow titanium oxide to enter the bottom surface 11a.
  • sandblasting is performed by setting blasting conditions such as the particle size of the blast particles so as to have the same size and shape as the recess 11 formed in the alumina ceramic substrate 10 of the first embodiment.
  • the size and shape of the recess 11 can be arbitrarily set as long as titanium oxide can enter the bottom surface 11a.
  • the depth and diameter of the recess 11 are desirably 3 mm or less.
  • an etching process may be performed instead of the blasting process, and the concave portion 11 may be formed on the surface of the base material 10 in the same manner.
  • the plate-like base material 10 in which the through holes 12 and the recesses 11 are formed may be integrally formed by injection molding.
  • the base material 10 with the through holes 12 and the recesses 11 formed in this way is prepared, the base material 10 is placed in the vacuum vessel 80 as in the first embodiment, and the base material 10 is vibrated slightly. 100% titanium oxide not containing additives such as a binder with respect to the surface of the base material 10 while removing bubbles from the inside of the recesses 11 formed on the surface of the base material 10 by making a vacuum state.
  • the slurry 29 is supplied.
  • the photocatalytic filter 30 in which the titanium oxide layer 20 is formed on the surface of the substrate 10 is obtained through the same process.
  • the surface of the flat substrate 10 having the same size as the photocatalytic filter 30 of the first embodiment that is, a thickness of 10 mm, a vertical width and a horizontal width of 150 mm (150 mm square; 150 mm ⁇ 150 mm) has a film thickness of 1 ⁇ m.
  • a plate-like photocatalytic filter 30 on which the titanium oxide layer 20 is formed can be obtained.
  • titanium oxide particles have entered the recess 11 until reaching the bottom surface 11a.
  • the titanium oxide layer 20 is firmly adhered to the substrate 10, and the ratio of the photocatalytically active layer made of titanium oxide.
  • the surface area is substantially very large (FIG. 6C).
  • the photocatalytic filter 30 can be used by being housed in an air purifier.
  • the air containing harmful substances flows into the front surface 30a of the plate-like photocatalytic filter 30, passes through the through-hole 12, and is discharged from the back surface 30b.
  • harmful substances in the air are captured and decomposed and removed by the photocatalyst (titanium oxide) formed on the surface of the substrate 10.
  • a comparison experiment was performed in the same manner as in the first example using the photocatalytic filter 30 as a sample.
  • Fig. 10 (a) shows the experimental results.
  • the solid line is the photocatalytic filter 30 of the third embodiment
  • the broken line is the photocatalytic filter 30 'of the comparative example.
  • the photocatalytic filter 30 of the third embodiment can reduce the concentration of formaldehyde in the container more quickly than the conventional photocatalytic filter 30 '. I understand.
  • the photocatalytic filter 30 of the present embodiment also has an effect that, as in the first embodiment, the titanium oxide layer 20 is not easily peeled off compared to the conventional one, and the oxidative decomposition ability by the photocatalyst is remarkably high. can get.
  • the photocatalytic filter 30 of the third embodiment is configured using the base material 10 using a material that is less brittle and fractured than alumina ceramic, the photocatalytic filter 30 is less likely to break than the photocatalytic filter 30 of the first embodiment. It wo n’t break with a shock. Moreover, since it is strong in strength, it becomes easy to manufacture a thin one, and the photocatalytic filter 30 can be thinned. Also, it is easier to machine because it is less brittle fracture than alumina ceramic. In particular, machining of metals and plastics is extremely easy. Moreover, since it is hard to break, there is no restriction
  • the plate-like base material 10 is provided with ventilation holes 12 of the same diameter arranged at equal intervals at narrow intervals.
  • plastic or metal as the base material 10
  • a light material such as plastic as a constituent material of the base material 10
  • the plastic base material 10 in which the circular holes 12 are formed in the plate material is formed.
  • the structure, material, and hole shape of the base material 10 are illustrated. Is optional.
  • hexagonal air passage holes 12 are formed by drilling hexagonal holes in a plastic plate.
  • a plastic lattice is integrally formed to form a square air passage hole 12.
  • a square air passage hole 12 is formed by vertically intersecting plastic round bars or square bars to form a lattice.
  • the diameter or vertical and horizontal width of the hole 12 is preferably set in the range of 0.01 mm to 3 mm (fourth embodiment).
  • the cross-sectional structure of the surface layer of the photocatalytic filter 30 of the fourth embodiment is a second base having a water absorption property such as alumina ceramic on the surface of the first base material 13 made of plastic or the like.
  • the material 14 is formed, and the titanium oxide layer 20 is formed on the surface of the second base material 14 made of alumina ceramic or the like.
  • the following materials are used as in the third embodiment.
  • the material is made of a material that is less susceptible to brittle fracture than alumina ceramic.
  • the material is strong and strong, can be formed into any shape and size, is light and thin.
  • the following materials having water absorption are used as in the first and second embodiments.
  • a concave portion 15 is artificially formed on the surface of the first base material 13 by a technical technique such as sandblasting or etching as in the third embodiment, On the surface of the first base material 13 including the inside of the surface recess 15 of the material 13, the second base material 14 made of the single material or the composite exemplified above is formed.
  • the concave portion 15 on the surface of the first base material 13 can absorb the slurry (for example, alumina ceramic slurry) of the particles constituting the second base material 14 and enter the bottom surface 15 a of the concave portion 15. It suffices if it is formed in the shape and size. For example, it can be formed in the same shape as the concave portion 11 of the first embodiment and the third embodiment, and can be set to the same diameter and height (depth). As a result, using the same “removing bubbles” manufacturing technique as in the first embodiment, the particles (for example, alumina particles) constituting the second base material 14 enter the recess 15 until reaching the bottom surface 15a. be able to.
  • the slurry for example, alumina ceramic slurry
  • the production technique similar to that of the first embodiment is applied to apply the manufacturing technique similar to that of the first embodiment, and the alumina ceramic layer 14
  • the titanium oxide particles are allowed to enter the recess 11 on the surface until reaching the bottom surface 11a.
  • the photocatalyst layer 20 of high purity or 100% titanium oxide is not peeled off on the surface of the second base material 14 without using a binder or additive. Can be securely fixed.
  • a first base material 13 made of a plate-like metal having a large number of air-passing through holes 12 formed at equal intervals is formed in the plate thickness direction.
  • the structure and the hole shape are arbitrary as in the third embodiment (FIGS. 6A, 6B, 12A, 12B, and 12C).
  • the surface of the first base 13 made of metal is subjected to sandblasting to form a large number of recesses 15 on the surface.
  • the recess 15 is set to a size and shape that allows the alumina ceramic to enter the bottom surface 15a.
  • blasting conditions are set and sandblasting is performed so that the size and shape of the concave portion 11 formed in the alumina ceramic substrate 10 of the first embodiment is about the same.
  • the plate-like first base material 13 in which the through holes 12 and the recesses 15 are formed may be integrally formed by injection molding.
  • the first base material 13 having the through-holes 12 and the recesses 15 formed in this way is created, the first base material 13 is placed in the vacuum container 80 as in the first embodiment.
  • the vacuum state By making the vacuum state while slightly vibrating the first base material 13, air bubbles are removed from the inside of the recess 15 formed on the surface of the first base material 13, and the surface of the first base material 13 is removed.
  • an alumina ceramic slurry is supplied. As a result, the alumina particles enter the bottom surface 15a of the recess 15 without being blocked by bubbles.
  • the first base material 13 is taken out from the vacuum vessel 80 through a similar process and subjected to a heat treatment to obtain the first base material 13 having an alumina ceramic layer (second base material) 14 formed on the surface. Thereby, the 1st base material 13 which the 2nd base material 14 adhered to the surface firmly is obtained.
  • the first base material 14 with the second base material 14 formed on the surface is thus created, the first base material 14 with the second base material 14 formed on the surface as in the first embodiment.
  • the second base material is removed while removing bubbles from the inside of the recess 11 formed on the surface of the second base material 14.
  • a slurry of titanium oxide is supplied to the surface of 14.
  • the photocatalytic filter 30 in which the titanium oxide layer 20 is formed on the surface of the second base material 14 is obtained through the same process.
  • the titanium oxide layer 20 is not easily peeled off as compared with the conventional one, and the oxidative decomposition ability by the photocatalyst is conventional.
  • a photocatalytic filter 30 that is higher than the above is obtained.
  • at least the first base material 13 is made of a material that is less susceptible to brittle fracture than alumina ceramic. Therefore, it is harder to break than a conventional photocatalytic filter made of alumina ceramic. Become. Moreover, it becomes strong in strength, can be easily formed into an arbitrary shape and size, and can be reduced in weight and thickness.
  • the photocatalyst is efficiently irradiated with ultraviolet rays because of its good light reflectivity, thereby further improving the oxidative decomposition ability. Can do.
  • the first base material 13 and the second base material 14 are described as being made of a material other than ceramic.
  • the first base material 13 and the second base material 14 are An implementation consisting only of ceramics is also possible.
  • the first base material 13 is made of a material made of a ceramic that is less susceptible to brittle fracture than at least alumina ceramic, for example, silicon carbide (SiC) ceramic.
  • the 2nd base material 14 is comprised with the alumina ceramic which is a highly reflective ceramic of light.
  • FIG. 1 A surface layer cross section of the photocatalytic filter 30 of the fifth embodiment is shown in FIG.
  • the surface of the first base material 13 is made of alumina ceramic.
  • Supply slurry thereby, the 2nd base material 14 which consists of an alumina ceramic is formed in the said 1st base material 13 surface including the inside of the surface recessed part 15 of the 1st base material 13 comprised with the silicon carbide ceramic.
  • the first material is the same as the first embodiment, although the material is ceramic as a whole.
  • the photocatalytic filter 30 that is harder to break than the example (the whole is alumina ceramic) can be obtained.
  • the first base material 13 made of ceramic may be manufactured using a urethane foam porous material as a raw material in the same manner as in the first embodiment, and if it can be manufactured, the same as in the fourth embodiment.
  • a plurality of through holes 12 for air passage may be formed in the plate thickness direction of the plate-like member.
  • the 1st base material 13 and the 2nd base material 14 are ceramics, it is not sufficient to form the recessed parts 15 and 11 in the surface especially artificially.
  • the concave portion 15 is formed in the first base material 13 so that the material constituting the second base material 14 enters, but the groove portion 16 is formed in place of the concave portion 15 to form the first base material 13. You may make it make the material which comprises the base material 14 of 2 enter.
  • FIG. 1 A surface layer cross section of the photocatalytic filter 30 of the sixth embodiment is shown in FIG.
  • a second substrate 14 having a water absorption property such as alumina ceramic is formed on the surface of the first substrate 13 made of plastic or the like, and a second substrate made of the alumina ceramic or the like is formed.
  • the titanium oxide layer 20 is formed on the surface of the material 14.
  • the following materials are used as in the fourth embodiment.
  • the material is made of a material that is less susceptible to brittle fracture than alumina ceramic.
  • the material is strong and strong, can be formed into any shape and size, is light and thin.
  • the following material having water absorption is used as in the fourth embodiment.
  • the groove portion 16 on the surface of the first base material 13 enters the bottom surface 16a of the groove portion 16 when a slurry of particles (for example, alumina ceramic slurry) constituting the second base material 14 is applied, and enters the first base material 13. As long as the slurry can be held on the surface of the substrate 13, the size and shape may be sufficient.
  • a slurry of particles for example, alumina ceramic slurry
  • the alumina ceramic layer 14 is formed using the same “removing bubbles” manufacturing technique as in the first embodiment. Titanium oxide particles are allowed to enter the recess 11 on the surface until reaching the bottom surface 11a.
  • the photocatalyst layer 20 of high purity or 100% titanium oxide is not peeled off on the surface of the second base material 14 without using a binder or additive. Can be securely fixed.
  • the technical method for artificially forming the groove portion 16 includes all methods that can be considered by those skilled in the art now or in the future.
  • the surface of the plate-like member is subjected to surface treatment such as physical treatment or chemical treatment to form the groove 16.
  • Etching can be performed as a chemical treatment to form the groove 16.
  • the groove 16 can be formed on the surface of a plate-like member by electric discharge machining, laser machining, or the like.
  • a plate-like member having a groove 16 formed on the surface can be integrally molded using a molding technique such as injection molding.
  • the plate-shaped member in which the groove part 16 was formed in the surface can be shape
  • FIG. 9A shows a partial perspective view of the first base member 13 constituting the photocatalytic filter 30 of the sixth embodiment.
  • a plurality of circular holes 12 are formed so as to penetrate the front surface 30a and the back surface 30b.
  • the circular arc part around these through-holes 12 is formed in the convex part 16b, and the flat part 16a between the several through-holes 16, 16 ... enclosed by the convex part 16b is comprised as the groove part 16.
  • FIG. The groove part 16 is provided in the front surface 30a and the back surface 30b.
  • a first base material 13 having a large number of air-passing through-holes 12 formed at equal intervals in the thickness direction and having grooves 16 formed on the surface is integrally molded.
  • a plate-like member in which the through holes 12 are formed may be formed by pressing or the like using a metal as a raw material, and the groove 16 may be formed on the surface of the plate-like member by etching.
  • the depth (height) of the groove portion 16 (the height difference between the flat portion 16a and the convex portion 16b) can be set to 2 mm.
  • the groove 16 may have an arbitrary depth (height), but is desirably set in a range of 0.1 mm to 10 mm.
  • the first base material 14 having the second base material 14 formed on the surface is formed as in the first embodiment. Air bubbles are removed from the inside of the recess 11 formed on the surface of the second base material 14 by placing the base material 13 in the vacuum vessel 80 and making the second base material 14 in a vacuum state while slightly vibrating. Meanwhile, a slurry of titanium oxide is supplied to the surface of the second substrate 14. Thereafter, the photocatalytic filter 30 in which the titanium oxide layer 20 is formed on the surface of the second base material 14 is obtained through the same process.
  • a comparison experiment was performed in the same manner as in the first and third examples, using the photocatalytic filter 30 having the same size as that in the first and third examples as a sample.
  • Fig. 10 (b) shows the experimental results.
  • the solid line is the photocatalytic filter 30 of the sixth embodiment
  • the broken line is the photocatalytic filter 30 'of the comparative example.
  • the photocatalytic filter 30 of the sixth embodiment can reduce the concentration of formaldehyde in the container more quickly than the conventional photocatalytic filter 30 ′. I understand.
  • the titanium oxide layer 20 is not easily peeled off as compared with the conventional one as in the first and third embodiments, and the oxidative decomposition ability by the photocatalyst is conventional. The effect that it is high compared with the thing of is obtained.
  • the photocatalytic filter 30 is obtained in which not only the titanium oxide layer 20 is difficult to peel off compared to the conventional one but also the oxidative decomposition ability by the photocatalyst is higher than that of the conventional one. .
  • the photocatalytic filter is harder to break than the photocatalytic filter based on alumina ceramic, is strong in strength, can be easily formed into any shape and size, and is reduced in weight and thickness. 30 can be manufactured.
  • the photocatalyst is effectively irradiated with ultraviolet rays because of the light reflecting property of the alumina ceramic, and the ability to oxidatively decompose. Can be further enhanced.
  • the photocatalytic filter 30 is manufactured by directly applying the slurry of the material constituting the second base material 14 to the groove portion 16 on the surface of the first base material 13.
  • a recess 18 is further formed in the bottom surface 16a, and the manufacturing technology of “removing bubbles” is applied to remove the bubbles from the recess 18, and the slurry of the material constituting the second substrate 14 is removed from the first substrate.
  • the photocatalytic filter 30 may be manufactured so as to be supplied to the surface of 13.
  • the surface layer cross section, the groove portion 16 is formed on the surface of the first base material 13 made of plastic or the like as in the sixth embodiment, and the groove portion 16 has a bottom surface 16 a.
  • a recess 18 is formed.
  • the second base material 14 is formed on the surface of the first base material 13 including the recess 18 formed in the groove 16 of the first base material 13.
  • the material constituting the second base material 14 having water absorption, such as alumina ceramic has entered the bottom surface 16 a of the groove portion 16 and has entered the bottom surface 18 a of the recess portion 18. Thereby, the 2nd base material 14 will adhere more firmly to the surface of the 1st base material 13 than the thing of the 6th example.
  • FIG. 13A shows an aggregate 22 of the granular photocatalyst carrier 21 of the eighth embodiment
  • FIG. 13B shows an aggregate 22 of the granular photocatalyst carrier 21 of the eighth embodiment from the net.
  • the mode which the photocatalyst filter 30 accommodated in the container 31 which becomes is accommodated in the storage case 41 of an air cleaner is shown.
  • FIG. 14A shows a cross section of the surface layer of the granular photocatalyst carrier 21.
  • the granular base material 17 constituting the granular photocatalyst carrier 21 can be obtained using ceramic and a material equivalent to ceramic, that is, a material having water absorption properties having the concave portions 11 formed on the surface.
  • Ceramic b) Zeolite c) Artificial zeolite d) Pumice e) Gypsum d) Diatomaceous earth.
  • the material exemplified above is crushed or the like to form a granular material, or the granular substrate 17 is obtained using a granular material existing in nature.
  • the granular base material 17 is obtained through a process of crushing the material and sieving the crushed material to make the particle diameter uniform.
  • the external shape of the granular base material 17 may be an irregular shape, or may be a uniform shape such as a spherical shape.
  • a step of aligning to a certain shape can be added to obtain a granular substrate 14 having a certain particle size and a certain shape (spherical shape).
  • the individual granular base materials 17 have at least a uniform particle size.
  • the particle size of the granular substrate 17 is arbitrary, but it is desirable that the particle size is in the range of 3 mm to 5 mm. That is, the size smaller than the size (for example, 150 mm ⁇ 150 mm ⁇ 10 mm) of the substrate formed in the plate shape in each of the above-described embodiments, and the photocatalytic filter 30 including the aggregate 22 and the container 31 is a plate-shaped substrate. Try to be the same size.
  • the granular base material 17 demonstrates as what is produced
  • artificial zeolite produced by alkali treatment of industrial waste such as coal ash and papermaking ash has attracted attention as compared to natural zeolite and synthetic zeolite. Since the raw material of the zeolite is waste, it is inexpensive and contributes to recycling.
  • a titanium oxide slurry is supplied to the surface of the granular base material 17 by applying the manufacturing technique of “removing bubbles” as in the first embodiment.
  • the titanium oxide layer 20 is formed on the surface of the base material 17 including the inside of the surface recess 11 of the granular base material 17 made of artificial zeolite. That is, titanium oxide particles enter the bottom surface 11 a of the recess 11 of the artificial zeolite layer 17, and the titanium oxide layer 20 adheres to the surface of the granular substrate 17. Thereby, the titanium oxide layer 20 becomes difficult to peel off from the surface of the granular base material 17. Therefore, durability as the photocatalytic filter 30 can be ensured.
  • the granular photocatalyst carrier 21 having the photocatalyst layer (titanium oxide) layer 20 supported on the surface of the granular substrate 17 is obtained (FIG. 14 (a))
  • a plurality of granular photocatalyst carriers 21 are collected and assembled.
  • the body 22 (FIG. 13 (a)) is housed in the housing body 31 made of a net.
  • the container 31 is made of a material such as plastic, rubber, or nylon, and preferably an ultraviolet-resistant material can be used (FIG. 13B).
  • the photocatalyst filter 30 in which the aggregates 22 of the granular photocatalyst carrier 21 are accommodated in the accommodating body 31 is accommodated in the accommodating portion 41a of the accommodating case 41 of the air purifier from the inlet / outlet 41b.
  • One photocatalyst filter 30 may be accommodated in a large size, or a plurality of photocatalyst filters 30 may be accommodated in a reduced size.
  • any number of photocatalytic filters 30 can be stored in the storage case 41 in accordance with the performance of the air cleaner.
  • the aggregate 22 of the granular photocatalyst carrier 17 can be arbitrarily deformed in shape and size, and is housed in a flexible housing 31 (net) that is easily deformed. Therefore, it can be deformed according to the size and shape (rectangular in the figure) of the storage portion 41a of the storage case 41 during storage, and can be securely stored in the storage case 41 (FIG. 13B).
  • the container 31 is a mesh that can hold the aggregate 22 of the granular photocatalyst carrier 21 spatially, is flexible, and has a hole through which air can pass.
  • Arbitrary members such as a bag, can be used.
  • the plurality of granular photocatalyst carriers 21 are smaller than the size of the conventional plate-like photocatalyst filter 30. For this reason, for example, even when an impact is applied when storing or removing the storage case 41 in the storage case 41 of the air purifier, cracking of the granular photocatalyst carrier 21 constituting the photocatalyst filter 30 is drastically suppressed. Will be.
  • the container 31 is configured by a net, a mesh-shaped bag, or the like, but the container 31 may be configured as a high-strength storage case that is made of metal or the like and is not easily deformed. Good.
  • FIG. 15A is a front perspective view of a photocatalyst filter 30 including a housing body 31 configured as a housing case and an aggregate 22 of granular photocatalyst carrier bodies 21 housed in the housing case 31.
  • FIG. 15B is a cross-sectional view of the photocatalytic filter 30 (accommodating case 31) shown in FIG. 15A, and the air flow from the front surface 30a to the back surface 30b is indicated by arrows.
  • the housing case 31 has a flat outer shape and is configured as a hollow casing.
  • the storage case 31 is made of, for example, metal.
  • the size of the storage case 31 is set to the same size (150 mm ⁇ 150 mm ⁇ 10 mm) as the plate-like photocatalytic filter 30 described above.
  • a plurality of air passage holes 32, 32,... Having the same diameter are formed at equal intervals on the front surface 30a and the back surface 30b of the storage case 31.
  • the air passage hole 32 is formed so as to penetrate in the thickness direction of the storage case 31.
  • the front surface 30 a and the back surface 30 b of the storage case 31 are configured using a wire mesh 39 in which metal wires intersect each other.
  • the mesh hole of the wire net 39 is formed in a quadrangular shape and functions as an air passage hole 32.
  • the front surface 30a and the back surface 30b of the storage case 31 are made of a plastic plate material, and a circular hole 32 for air passage is formed by making a circular hole in the plate material.
  • a hexagonal air passage hole 32 is formed by drilling a hexagonal hole in a plastic plate.
  • a rectangular lattice 32 is formed by integrally forming a plastic lattice.
  • a square air passage hole 32 is formed by vertically intersecting plastic round bars or square bars to form a lattice.
  • the diameter or vertical and horizontal width of the air passage hole 32 is preferably set in the range of 0.01 mm to 3 mm.
  • an openable / closable opening / closing port 33 through which the granular photocatalyst carrier 21 is taken in and out is provided on the side surface 31 a on the ceiling side of the storage case 31.
  • an entrance / exit 33 is formed on the upper side surface 31 a of the storage case 31, and a door 34 that can be opened / closed can be attached via a retractable member such as a hinge.
  • the door 33 can be separable from the main body, for example, by fitting the door 34 to the upper side surface 31a of the storage case 31, for example.
  • a plurality of granular photocatalyst carriers 21 are collected, and the aggregate 22 is opened through the entrance / exit 33 by opening the door 34 of the storage case 31 and stored in the storage case 31 ( FIG. 15 (a)).
  • the door 34 is closed, and the photocatalyst filter 30 in which the aggregate 22 of the granular photocatalyst carrier 21 is housed in the housing case 31 is housed in the housing case 41 of the air cleaner as in FIG. 13B.
  • One photocatalyst filter 30 may be accommodated in a large size, or a plurality of photocatalyst filters 30 may be accommodated in a reduced size.
  • any number of photocatalytic filters 30 can be stored in the storage case 41 in accordance with the performance of the air cleaner. Since the storage case 31 is formed in a size and shape (rectangular shape) corresponding to the storage part 41 a of the storage case 41, it can be securely stored in the storage case 41.
  • the air containing harmful substances flows into the holes 32 in the front surface 30 a of the housing case 31, passes between the granular photocatalyst carriers 21, 21, and the housing case 31. It is discharged to the outside through the hole 32 on the back surface 30b.
  • each granular photocatalyst carrier 21 is small and difficult to break, and is housed in the housing case 31 and protected, so that external impact is not directly applied to the granular photocatalyst carrier 21, The cracking of the internal granular photocatalyst carrier 21 can be further suppressed.
  • the granular photocatalyst support 21 is generated using a water-absorbing material such as artificial zeolite.
  • a water-absorbing material such as artificial zeolite.
  • a metal Any other material such as plastic or glass can be used.
  • it can also be set as the composite of a single material. In this case, it is desirable to form the concave portion 11 artificially on the surface of the granular material, and to firmly support the titanium oxide by using a manufacturing technique of “removing bubbles”.
  • the plate-like photocatalytic filter 30 is housed in the air purifier.
  • the air intake of a building such as a factory or a building, a ventilation fan
  • the photocatalytic filter 30 can be formed and installed in an arbitrary place such as an exhaust duct of an air conditioner for automobiles or an automobile in a shape and size corresponding to the place.

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Abstract

セラミック等の基材表面に、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％光触媒からなる層を、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光触媒による酸化分解能力の高い光触媒フィルタである。セラミック層の表面に形成された凹部内から、気泡を取り除きつつ、セラミック層の表面に酸化チタンのスラリーを供給する。

Description

光触媒フィルタの製造方法および光触媒フィルタ
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およびその製造方法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。
光触媒フィルタは、およそ、つぎのような工程で製造される。すなわち、多孔質体であるウレタンフォームを、セラミックの粉（アルミナ粉末）を泥状にしたもの（スラリー）に浸漬する。その後、脱水処理を施し、水分を絞り、高温で熱処理する。するとウレタンフォームが焼失して、ウレタンフォームの形状に応じたセラミック多孔質体が形成される。
つぎに、酸化チタン微粉末（ナノ粒子）のスラリーに、セラミック多孔質体を浸漬または塗布して、セラミック多孔質体の表面に酸化チタン層を形成する。
ここで、セラミック表面に酸化チタン層を形成する従来技術として、以下のものがある。
（従来技術１）
酸化チタンのスラリーに、セラミック多孔質体を浸漬または塗布する。その後、自然乾燥させてスラリーの水分を除去して、セラミック多孔質体の表面に酸化チタン層を形成する。
（従来技術２）
　酸化チタンとバインダー（たとえば無機バインダー）を混合したスラリーに、セラミック多孔質体を浸漬または塗布する。その後、熱処理を行い、セラミック多孔質体の表面に、酸化チタンを焼結させて酸化チタン層を形成する。
　下記特許文献２には、アナターゼ型の酸化チタンの微粒子を水系溶媒中に単分散させたスラリーに無機バインダーとしてのシリカを２０％含ませて酸化チタンとバインダーとの混合スラリーを作成し、その酸化チタンとバインダーとの混合スラリー中に、アルミナセラミック多孔質体を浸漬させた後、５００℃で熱処理を行い、アルミナセラミック多孔質体の表面に酸化チタンを焼結させて酸化チタン層を形成するという発明が記載されている。
（従来技術３）
　下記特許文献３には、バインダーを使用しないでセラミック層に酸化チタン層を密着させることを目的として、混合比２０：１のアンモニアガスおよび炭化水素ガスの混合雰囲気中で、酸化チタンを５００℃～６００℃の温度で熱処理することで、ＯＨ基を５０ｐｐｍ以上含有した酸化チタン粒子を製造し、さらにこの酸化チタン粒子を水中に分散させてスラリー状にしてアルミナセラミックの基材表面に塗布して酸化チタン層を形成するという発明が記載されている。
実用新案登録第３１５０８９４号公報（実願２００９-１５９５号） 特開２００１-３８２１８号公報（特許第３５４０９６４号公報） 特開２００５-２５４１２８号公報
　上記従来技術１によって製造された光触媒フィルタは、セラミック層から酸化チタン層が剥離し易い。このため経年変化により劣化が進み耐久性が低いという問題がある。
　これに対して従来技術２によって製造された光触媒フィルタは、無機バインダーを含む酸化チタン層が、焼結によりセラミック層に固定されているため、酸化チタン層が剥離し易く耐久性が低いという従来技術１で発生し得る問題は起きにくい。しかし、酸化チタン層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という新たな問題が招来する。このため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せざるを得ない。このため空気清浄機（筐体）が大型化しコンパクト化が図られず、製造コストが嵩むという問題が起きる。
　一方、従来技術３によって製造された光触媒フィルタは、無機バインダーを用いておらず無機バインダーとともに酸化チタンを焼き固めていないため、焼き固められたバインダー中に酸化チタンが埋没するという問題は、起きない。しかし、酸化チタン層は、酸化チタン粒子以外の添加物を含む層であるため、添加物の含有量分だけ光触媒による酸化分解能力が低下するという従来技術２と同様の問題が発生する。また、酸化チタンのスラリーを製造するに際して、酸化チタン粒子をそのまま水中に分散させるのではなく、予め、アンモニアガスおよび炭化水素ガスの混合雰囲気中で、酸化チタンを５００℃～６００℃の温度で熱処理して、ＯＨ基を含有した酸化チタン粒子を製造する工程を必要とすることから、製造コストが嵩むとともに製造に長時間を要するという問題が生じる。
　本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、セラミック等の基材表面に、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％光触媒からなる層を、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光触媒による酸化分解能力の高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、
セラミックからなる基材に、光触媒のスラリーを供給することにより、セラミック層の表面に光触媒層が形成された光触媒フィルタを製造するようにした光触媒フィルタの製造方法において、
前記セラミック層の表面に形成された凹部内から、気泡を取り除きつつ、当該セラミック層の表面に光触媒のスラリーを供給することにより、前記セラミック層表面凹部内に光触媒のスラリーを入り込ませたことを特徴とする。
第２発明は、
セラミックからなる基材に、光触媒のスラリーを供給することにより、製造されてなる光触媒フィルタにおいて、
前記セラミック層の表面に形成された凹部内から、気泡を取り除きつつ、当該セラミック層の表面に光触媒のスラリーを供給することにより、前記セラミック層表面凹部内に光触媒のスラリーを入り込ませて、製造されてなる光触媒フィルタであって、
前記セラミック層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、セラミック層の表面に形成されている
ことを特徴とする。
第３発明は、第１発明または第２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４発明は、第１発明において、
光触媒のスラリーは、溶媒と光触媒の粒子のみからなり、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溶液であることを特徴とする。
第５発明は、第２発明において、
セラミック層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６発明は、第２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、
セラミック層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７発明は、
石膏またはセメントまたはゼオライトの単体、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、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であって、表面に凹部が形成されてものを基材とし、
前記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、当該基材の表面に、光触媒のスラリーを供給することにより、
前記基材の表面に光触媒層が形成された光触媒フィルタを製造するようにした光触媒フィルタの製造方法であることを特徴とする。
第８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、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であって、表面に凹部が形成されてものを基材とし、
前記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、当該基材の表面に、光触媒のスラリーを供給することにより、
前記基材の表面に光触媒層が形成された光触媒フィルタを製造するようにした光触媒フィルタの製造方法であることを特徴とする。
第９発明は、第８発明において、
前記基材の表面に、サンドブラストが施されることにより凹部が形成されていることを特徴とする。
第１０発明は、第８発明において、
前記基材の表面に、エッチングが施されることにより凹部が形成されていることを特徴とする。
第１１発明は、第１発明または第７発明または第８発明において、
大気圧よりも低圧の真空状態にすることによって、前記基材の表面に形成された凹部内から、気泡を取り除くようにしたことを特徴とする。
第１２発明は、第１発明または第７発明または第８発明において、
基材を微振動させることによって、基材の表面に形成された凹部内から、気泡を取り除くようにしたことを特徴とする。
第１３発明は、第１発明または第７発明または第８発明において、
基材を微振動させつつ、大気圧よりも低圧の真空状態にすることによって、基材の表面に形成された凹部内から、気泡を取り除くようにしたことを特徴とする。
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。
本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、従来技術１による酸化チタン層の剥離の原因を突き止め、その対策の知見を得た。これを、図１７、図２を参照して説明する。
図１７（ａ）は、セラミック多孔質体１９に酸化チタンのスラリー２９が供給される様子を示し、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３０´の表層の断面を示す。
すなわち、酸化チタンのスラリー２９にセラミック多孔質体１９を浸漬したり、あるいはセラミック多孔質体１９に酸化チタンのスラリー２９を塗布すると（図１７（ａ））、図１７（ｂ）に示すように、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。このため凹部１１内の気泡を除去しないまま酸化チタンのスラリー２９をセラミック層１０に供給し続けると、凹部１１の底面１１ａまで酸化チタンが入り込まず、かつ酸化チタン粒子同士の間で空隙が大きく広がり酸化チタン粒子同士の間の空隙が不均等なものとなる（図１７（ｂ））。
このため酸化チタン層２０´のうち上層２０ａ´では、酸化チタン粒子同士の結合性が低く下層２０ｂ´に「乗っている」だけで下層２０ｂ´との結合性が低いため、非常に剥がれやすく、僅かな衝撃で剥離してしまう。また下層２０ｂ´は、酸化チタン粒子同士の結合性が低いのみならず、酸化チタン粒子が凹部１１内の奥底まで入っていないためセラミック層１０表面へのアンカー効果が小さく、セラミック層１０との密着性が弱い。このため上層２０ａ´程ではないが、やがて経年変化によりセラミック層１０から抜け落ちてくる（図１７（ｃ））。
図２は、本発明の製造方法によって製造される光触媒フィルタ３０の断面を示す。
本発明者は、セラミック層１０表面の凹部１１から気泡を除去しつつ、セラミック層１０の表面に酸化チタンのスラリー２９を供給すれば、気泡に阻害されることなく酸化チタンのスラリー２９が凹部１１内の奥底まで入り込み、酸化チタン粒子同士の結合力が高まり、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が得られるのではないかと考えた。
第１発明、第２発明によれば、セラミック層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、セラミック層１０の表面に酸化チタンのスラリー２９を供給するようにした。これにより、セラミック層１０表面凹部１１内に、光触媒のスラリー２９を、気泡に阻害されることなく入り込ませることができるようになった。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、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が得られた。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が得られた（図２）。
よって、セラミックからなる基材１０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％の酸化チタンの層を、剥離が生じないように確実に固定することができる。これにより耐久性が高く光触媒による酸化分解能力の高い光触媒フィルタを市場に提供することができるようになる。また、光触媒フィルタを空気清浄機に収納する場合には、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。
上述した「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る」という製造手法は、セラミックと同様の基材、つまり材料自体の表面に凹部が形成された、吸水性のある材料、つまり「石膏またはセメントまたはゼオライトの単体、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、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であって、表面に凹部が形成されている基材」に適用することができる（第７発明）。
また、上記製造手法は、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はないが、人工的に凹部が形成されたもの、つまり、「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であって、表面に凹部が形成されている基材」にも適用することができる。この場合、たとえば凹部のない基材の表面に、サンドブラストやエッチングを施すことができ（第９発明、第１０発明）、そのように人工的に形成された凹部内に、同様の製造手法にて、光触媒を凹部の底面に至るまで入り込ませればよい（第８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。
　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製造方法および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。
（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。
（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
（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。
（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。
（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。
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。
（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。
（第８実施例）
　以上では、板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、望ましくは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。
なお、以上の説明では、板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を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 (13)

  1. セラミックからなる基材に、光触媒のスラリーを供給することにより、セラミック層の表面に光触媒層が形成された光触媒フィルタを製造するようにした光触媒フィルタの製造方法において、
    前記セラミック層の表面に形成された凹部内から、気泡を取り除きつつ、当該セラミック層の表面に光触媒のスラリーを供給することにより、前記セラミック層表面凹部内に光触媒のスラリーを入り込ませたことを特徴とする
    光触媒フィルタの製造方法。
  2. セラミックからなる基材に、光触媒のスラリーを供給することにより、製造されてなる光触媒フィルタにおいて、
    前記セラミック層の表面に形成された凹部内から、気泡を取り除きつつ、当該セラミック層の表面に光触媒のスラリーを供給することにより、前記セラミック層表面凹部内に光触媒のスラリーを入り込ませて、製造されてなる光触媒フィルタであって、
    前記セラミック層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、セラミック層の表面に形成されている
    ことを特徴とする光触媒フィルタ。
  3. 光触媒は、酸化チタンであることを特徴とする請求項１記載の光触媒フィルタの製造方法または請求項２記載の光触媒フィルタ。
  4. 光触媒のスラリーは、溶媒と光触媒の粒子のみからなり、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溶液であることを特徴とする請求項１記載の光触媒フィルタの製造方法。
  5. セラミック層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２記載の光触媒フィルタ。
  6. 光触媒は、粒径が５ｎｍから２０ｎｍのナノ粒子であって、
    セラミック層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２記載の光触媒フィルタ。
  7. 石膏またはセメントまたはゼオライトの単体、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、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であって、表面に凹部が形成されてものを基材とし、
    前記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、当該基材の表面に、光触媒のスラリーを供給することにより、
    前記基材の表面に光触媒層が形成された光触媒フィルタを製造するようにしたこと
    を特徴とする光触媒フィルタの製造方法。
  8. 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であって、表面に凹部が形成されてものを基材とし、
    前記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、当該基材の表面に、光触媒のスラリーを供給することにより、
    前記基材の表面に光触媒層が形成された光触媒フィルタを製造するようにしたこと
    を特徴とする光触媒フィルタの製造方法。
  9. 前記基材の表面に、サンドブラストが施されることにより凹部が形成されていることを特徴とする請求項８記載の光触媒フィルタの製造方法。
  10. 前記基材の表面に、エッチングが施されることにより凹部が形成されていることを特徴とする請求項８記載の光触媒フィルタの製造方法。
  11. 大気圧よりも低圧の真空状態にすることによって、前記基材の表面に形成された凹部内から、気泡を取り除くようにしたことを特徴とする請求項１または７または８記載の光触媒フィルタの製造方法。
  12. 基材を微振動させることによって、基材の表面に形成された凹部内から、気泡を取り除くようにしたことを特徴とする請求項１または７または８記載の光触媒フィルタの製造方法。
  13. 基材を微振動させつつ、大気圧よりも低圧の真空状態にすることによって、基材の表面に形成された凹部内から、気泡を取り除くようにしたことを特徴とする請求項１または７または８記載の光触媒フィルタの製造方法。
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