JP2003053143A

JP2003053143A - 光触媒部材、それに用いられる基材および光触媒部材の製造方法

Info

Publication number: JP2003053143A
Application number: JP2001244641A
Authority: JP
Inventors: Taichi Tsujii; 太一辻井; Masaji Kuramoto; 正司倉本; Yoshiaki Kurauchi; 好明倉内; Setsuzo Tsujii; 説三辻井
Original assignee: BITSUGU SONS KK; SHOUEI KK
Current assignee: BITSUGU SONS KK; SHOUEI KK
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2003-02-25

Abstract

(57)【要約】【課題】安価で接触面積が大きい光触媒部材、それに
用いられる基材および光触媒部材の製造方法を提供する
こと。【解決手段】基材１２と酸化チタン１４とを備える。
基材１２は螺旋状に形成されさらに積み重ねられる。基
材１２の表面には電気分解によって複数の微小な凹部１
６が形成される。基材１２の表面に酸化チタン１４が付
着され焼成されて薄膜状に固定される。基材１２には、
耐光性部材や光反射部材、または光透過部材を用いる。
基材１２の表面に酸化チタン１４を定着させるために基
材１２と酸化チタン１４との間に定着剤を介在させても
よい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光触媒部材、そ
れに用いられる基材および光触媒部材の製造方法に関
し、より特定的には空気清浄機や水質浄化装置等のフィ
ルタとして使用される光触媒部材、それに用いられる基
材および光触媒部材の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光触媒は、その光触媒のバンドギャップ
以上のエネルギーを持つ光の照射によって光励起され、
電子と正孔とを生成する。この電子と正孔の一部が光触
媒の表面に移動し、空気中や水中の有害物質を分解・除
去する。光触媒は、被分解物との接触面積が大きいほ
ど、そして、所定範囲内においては照射される光のエネ
ルギーが大きいほど効率的に作用する。代表的な光触媒
として酸化チタンが挙げられる。酸化チタン等の光触媒
に、太陽光、蛍光灯、ブラックライト、キセノンラン
プ、水銀ランプ、ナトリウムランプ、白熱灯または冷陰
極放電管などの光を照射することによって、空気中の悪
臭や有害物質を吸着し分解処理したり、水質浄化または
殺菌等を行うことができる。

【０００３】光触媒は取り扱いを容易にするために基材
に固定されて使用される。光触媒が固定される基材とし
て、空気清浄用・脱臭用ではたとえば、紙、布、高分子
樹脂、スチールまたはグラスファイバー等が用いられて
いる。これらのうちから選択された基材を、ハニカム形
状や立体翼形状、または露光型光ファイバーフィルタ等
に形成して光触媒をコーティングしたものが、空気清浄
器・脱臭装置のフィルタとして知られている。また、基
材として水質浄化用・滅菌用ではたとえば、セラミック
焼成材、ゼオライト、活性炭またはシリカゲル等の吸着
材が用いられている。これらの基材に光触媒をコーティ
ングしたものが水質浄化装置・滅菌装置のフィルタとし
て知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、光触媒は、有
害物質のみならず基材である紙や布、または高分子樹脂
等の有機物等をも分解してしまう。また、紙や布、高分
子樹脂等は紫外線によっても変質されて劣化する。さら
に、紙や布等が吸湿することによって光触媒の膜が剥が
れ落ちてしまうことがある。このように紙や布、高分子
樹脂等を基材とした光触媒部材は、耐久性に乏しく、時
間とともに性能が低下してしまい、結果としてコストが
高くなる。

【０００５】また、スチールを基材とした光触媒部材で
は、被分解物との接触面積を大きくするために基材を複
雑な形状にする必要があり、製造コストが高くなる。さ
らに、ハニカム形状や立体翼形状のフィルタでは、各光
触媒粒子に光が均一的に照射されず、また、これらや露
光型光ファイバーフィルタでは、接触面積を大きくしよ
うとすると密度が高くなって光の透過率が低下し、逆に
光の透過率を向上させようとすると接触面積が小さくな
ってしまうという課題がある。このため、十分に接触面
積を大きくすることができない。

【０００６】また、水中では物質の拡散や対流が遅いの
で、空気中にも増していっそう接触効率を上げる必要が
あるが、セラミック焼成材やゼオライト、または活性炭
やシリカゲル等を単に吸着材として使用するのみでは不
十分である。その上、セラミック焼成材やゼオライト等
は高価であるため製造コストが高くなるという課題があ
る。それゆえにこの発明の主たる目的は、安価で接触面
積が大きい光触媒部材、それに用いられる基材および光
触媒部材の製造方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の光触媒部材は、表面に複数の微小
な凹部を有し螺旋状に形成される基材、および基材の表
面に薄膜状に固定される光触媒を備える。なお、この明
細書において基材の「表面」とは、特に言及しない限
り、表裏両面を含み、また、積み重ねられかたまり状の
基材全体の表面ではなく基材自体の各部分の表面を意味
する。光触媒部材の「表面」についても同様である。請
求項２に記載の光触媒部材は、請求項１に記載の光触媒
部材において、基材はさらに積み重ねられることを特徴
とする。

【０００８】請求項３に記載の光触媒部材は、請求項１
または２に記載の光触媒部材において、基材は耐光性を
有する耐光性部材を含むことを特徴とする。耐光性部材
としては、たとえば、スチール、無機質系部材等が挙げ
られる。請求項４に記載の光触媒部材は、請求項１から
３のいずれかに記載の光触媒部材において、基材は光を
反射する光反射部材を含むことを特徴とする。光反射部
材としては、たとえば、純アルミ、ステンレス等が挙げ
られる。請求項５に記載の光触媒部材は、請求項１から
３のいずれかに記載の光触媒部材において、基材は光を
透過させる光透過部材を含むことを特徴とする。光透過
部材としては、たとえば、硝子等が挙げられる。

【０００９】請求項６に記載の光触媒部材は、請求項１
から５のいずれかに記載の光触媒部材において、基材の
表面に光触媒を定着させるために基材と光触媒との間に
介在させる定着剤をさらに含むことを特徴とする。請求
項７に記載の基材は、表面に光触媒を固定するための基
材であって、表面に複数の微小な凹部を有しかつ螺旋状
に形成される。

【００１０】請求項８に記載の光触媒部材の製造方法
は、基材の表面に光触媒が固定されてなる光触媒部材の
製造方法であって、基材を螺旋状に形成する第１工程、
基材の表面に複数の微小な凹部を形成する第２工程、お
よび基材の表面に光触媒を薄膜状に固定する第３工程を
備える。請求項９に記載の光触媒部材の製造方法は、請
求項８に記載の光触媒部材の製造方法において、第１工
程では、螺旋状に形成された基材をさらに積み重ねるこ
とを特徴とする。

【００１１】請求項１０に記載の光触媒部材の製造方法
は、請求項８または９に記載の光触媒部材の製造方法に
おいて、第２工程では、基材の表面を電気分解すること
によって表面の凹部を形成することを特徴とする。請求
項１１に記載の光触媒部材の製造方法は、請求項８から
１０のいずれかに記載の光触媒部材の製造方法におい
て、第３工程は、光触媒を含む溶液を基材の表面に付着
する付着工程と、光触媒を含む溶液が表面に付着された
基材を焼成する焼成工程とを含むことを特徴とする。

【００１２】請求項１に記載の光触媒部材では、基材が
表面に複数の微小な凹部を有しその基材の表面に光触媒
が薄膜状に固定されるため、光触媒部材は、表面に複数
の微小な凹部を有する。このように、螺旋状に形成され
て積み重ねられ、さらに各部分の表面に複数の微小な凹
部を有するため、光触媒部材の表面積が非常に大きくな
り、被分解物との接触面積を非常に大きくすることがで
きる。したがって、非常に効率よく被分解物を光触媒分
解することができる。また、螺旋状に形成された光触媒
部材の各部分の表面に設けられた複数の微小な凹部によ
って、照射された光が乱反射するため光の到達確率が向
上し、光触媒部材の各部分に効率よく光を当てることが
できる。したがって、効率よく被分解物を光触媒分解す
ることができる。

【００１３】さらに、基材が製作容易な構造であるた
め、量産が容易でありかつ非常に安価に製造することが
できる。また、基材の表面に複数の微小な凹部を有する
ことによって、基材と光触媒との接着面積が増すためお
よび凹部に薄膜状の光触媒が係合するため、バインダー
（結合剤）を必要とせずに光触媒を基材にしっかりと固
定することができる。なお、請求項８に記載の光触媒部
材の製造方法についても同様である。

【００１４】請求項２に記載の光触媒部材では、各部分
の表面に複数の微小な凹部を有する上に螺旋状に形成さ
れさらに積み重ねられるため、光触媒部材の表面積がさ
らに大きくなり、被分解物との接触面積をさらに大きく
することができる。また、螺旋状に形成されたものが積
み重ねられるため、光触媒部材の各部分に均一的に空隙
が形成される。この空隙は螺旋形状による弾性によって
常に保持される。したがって、光触媒部材を浄水装置等
のフィルタとして使い、また各部分に均一的に空隙を有
するためこのフィルタを通る流体の圧力損失が小さくて
済む。このため、セラミック焼成材やゼオライト、また
は活性炭やシリカゲル等の材料のように、水中で沈殿せ
ず、フィルタとして使用される際に沈殿状態で積み重ね
られることによる圧力損失の増大を招くことがない。な
お、請求項９に記載の光触媒部材の製造方法についても
同様である。

【００１５】請求項３に記載の光触媒部材は、紫外線な
どの光が照射されても劣化しにくく耐久性を有するた
め、空気清浄用フィルタまたは浄水用フィルタとして用
いると、頻繁にフィルタを取り替える必要がなく、コス
トを低く抑えることができる。請求項４に記載の光触媒
部材の一部に光が照射されると、照射された光が反射し
てさらにその光触媒部材の他の部分に照射され、その光
がさらに反射して他の部分に照射されるという具合に、
つぎつぎと乱反射して散乱し効率的に光触媒部材の多く
の面積に光が照射される。したがって、非常に効率的に
光触媒作用をすることができる。請求項５に記載の光触
媒部材の一部に光が照射されると、照射された光がその
部分を透過し、その透過した光がさらにその光触媒部材
の他の部分に照射される。したがって、非常に効率的に
光触媒分解することができる。

【００１６】基材として有機物を用いると、通常、光触
媒は有害物質のみならず基材をも分解してしまう。そこ
で、請求項６に記載のように、基材と光触媒との間に定
着剤を介在させることによって、光触媒が直接基材と接
触せず基材を分解することがなくなるため、基材として
樹脂等の有機物を用いることができる。したがって、基
材を幅広い材料から選択することができる。なお、定着
剤は、無機系物質であることが好ましい。

【００１７】請求項７に記載の基材では、表面に複数の
微小な凹部を有する上に螺旋状に形成されるため、基材
の表面積が非常に大きくなる。したがって、表面に光触
媒が固定されて光触媒部材とされた場合に被分解物との
接触面積を非常に大きくすることができ、非常に効率よ
く被分解物を光触媒分解することができる。また、製作
容易な構造であるため量産が容易であり、非常に安価に
製造することができる。さらに、表面に複数の微小な凹
部を有することによって、基材と光触媒との接着面積が
増すためおよび凹部に光触媒皮膜を形成するため、定着
剤を必要とせずに表面に光触媒をしっかりと固定するこ
とができる。

【００１８】請求項１０に記載の光触媒部材の製造方法
では、基材の表面を電気分解することによって基材の表
面性状を調整するため、基材の表面に複数の微小な凹部
を均一的に形成することができる。また、電気分解する
時間や電解液の濃度を調整することによって、容易に凹
部の大きさや数量を調整することができる。請求項１１
に記載の光触媒部材の製造方法では、酸化チタンを含む
アナターゼ分散液などの光触媒を基材の表面に塗布しそ
の後焼成することによって、基材の表面に二酸化チタン
等の光触媒の強固な薄膜を形成することができる。この
方法によれば、透明な薄膜を形成することも可能であ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。図１および図２を参照
して、この発明の一実施形態の光触媒部材１０は、細長
い超薄板を螺旋状にカーリングしさらに積み重ねて、ス
チールタワシ状のひとかたまりにした形状に形成され
る。

【００２０】図３（ｃ）、図４（ｃ）および図５（ｃ）
をも参照して、光触媒部材１０は、基材１２と、基材１
２の表面に薄膜状に固定される酸化チタン１４とを含
む。基材１２は、螺旋状にカーリングされたステンレス
製（たとえばＳＵＳ３０４Ｃ）の細長い超薄板（たとえ
ば厚さ０．０４ｍｍ、幅０．８ｍｍ）をさらにランダム
に積み重ねてスチールタワシ状にひとかたまりにして構
成される。ひとかたまりにされた基材１２の占める容積
は、たとえば２０８ｃｍ³とされる。基材１２は、ステ
ンレス製であるため、耐光性を有するとともに光を反射
する。基材１２の表面には、ピットホールと呼ばれる多
数の微小な凹部１６が形成される。酸化チタン１４は、
基材１２の表面に基材１２の表面形状に沿って薄膜状に
固定される。

【００２１】つぎに、図３〜図６を参照して、光触媒部
材１０の製造方法について説明する。まず図示しない既
存のカーリング装置で、ステンレス製の丸材を薄く圧延
することによって、螺旋状にカーリングされた細長い超
薄板（たとえば厚さ０．０４ｍｍ、幅０．８ｍｍ）を形
成し、さらにこれを積み重ねてスチールタワシ状にひと
かたまりにして、基材１２を形成する。このときの基材
１２の表面は、図３（ａ）、図４（ａ）および図５
（ａ）に示すように、丸材を圧延することによって圧延
方向Ｘに凹凸状に形成されるものの、所望の表面性状は
得られていない。

【００２２】なお、基材１２の各々の部分は、ステンレ
ス製の超薄板であることと螺旋状にカーリングされたそ
の形状とのために弾性を有し、この弾性によって、螺旋
状にカーリングされさらに積み重ねられることで形成さ
れる空隙が常に保持される。このため、基材１２の各部
分の表面間には常に空隙が設けられる。

【００２３】そして、図６（ａ）に示すように基材１２
を水１８で洗浄した後、図６（ｂ）に示すように基材１
２を電解槽中の電解液２０に浸漬する。これによって、
基材１２の表面が電気分解されて、図３（ｂ）、図４
（ｂ）および図５（ｂ）に示すように、基材１２の表面
にピットホールと呼ばれる多数の微小な凹部１６が形成
される。凹部１６は基材１２の表面に均一的に形成され
る。凹部１６は酸化チタン１４の微粒子が付きやすい大
きさであることが好ましい。凹部１６の間隔はたとえば
略１μｍ程度となるように形成される。なお、凹部１６
の大きさや数量は、電気分解する時間や電解液２０の濃
度によって調整するとよい。

【００２４】つぎに、電気分解によって表面性状が荒ら
されて凹部１６が形成された基材１２を電解液２０から
引き上げ、図６（ｃ）に示すように純水２２に浸漬して
超音波洗浄する。そして、図６（ｄ）に示すように基材
１２を電気炉２４に投入して乾燥させる。なお、超音波
洗浄に代えて、酸洗いしてもよい。酸洗いした場合には
さらに純水によって洗浄処理するとよい。

【００２５】つぎに、図６（ｅ）に示すように、基材１
２を酸化チタン溶液槽中のアナターゼ分散液２６に浸漬
して、基材１２の表面にアナターゼ分散液２６を付着さ
せる。さらに、図６（ｆ）に示すように、表面にアナタ
ーゼ分散液２６が付着された基材１２を、電気炉２８に
投入し所定の温度で所定時間保持して焼成する。する
と、図３（ｃ）、図４（ｃ）および図５（ｃ）に示すよ
うに、酸化チタン１４が結晶状に基材１２の表面に基材
１２の表面形状に沿って均一な薄膜状に固定される。そ
して、再びアナターゼ分散液２６に浸漬して電気炉２８
で焼成する。このようにアナターゼ分散液２６への浸漬
と電気炉２８での焼成とを所定回数繰り返し、基材１２
の表面に酸化チタン１４を所定の厚みにコーティングし
て、図６（ｇ）に示すように光触媒部材１０が完成され
る。なお、酸化チタン１４は基材１２の表面形状に沿っ
て薄膜状に固定されるため、光触媒部材１０の表面にも
多数の微小な凹部１６ａが形成される。

【００２６】光触媒部材１０によれば、螺旋状にカーリ
ングされさらに積み重ねられ、その上さらに各部分の表
面に多数の微小な凹部１６ａを有するため、光触媒部材
１０の表面積が大きくなり、被分解物との接触面積を非
常に大きくすることができる。したがって、非常に効率
よく被分解物を光触媒分解することができる。また、光
触媒部材１０の各部分の表面に設けられた多数の微小な
凹部１６ａによって、照射された光が乱反射するため、
各部分の表面への光の到達確率が向上し、光触媒部材１
０の各部分に効率よく光を当てることができる。

【００２７】さらに、基材１２は光を反射する性質を有
するステンレスであるため、螺旋状にカーリングされて
積み重ねられた光触媒部材１０の一部に光が照射される
と、照射された光が反射してさらにその光触媒部材１０
の他の部分に照射され、その光がさらに反射して他の部
分に照射されるという具合に、つぎつぎと乱反射して散
乱し効率的に多くの面積の光触媒部材１０に光が照射さ
れる。したがって、非常に効率的に光触媒分解すること
ができる。また、ステンレスは耐光性をも有するため、
紫外線などの光が照射されても劣化しにくく耐久性に優
れ、空気清浄用フィルタまたは浄水用フィルタとして光
触媒部材１０を用いると、頻繁にフィルタを取り替える
必要がなく、コストを低下させることができる。

【００２８】また、基材１２が製作容易な構造であるた
め、量産が容易でありかつ非常に安価に製造することが
できる。さらに、基材１２の表面に多数の微小な凹部１
６を有することによって、基材１２と酸化チタン１４と
の接着面積が増すためおよび凹部１６に薄膜状の酸化チ
タン１４が係合するため、バインダー（結合剤）を必要
とせずに酸化チタン１４を基材１２にしっかりと固定す
ることができる。

【００２９】また、螺旋状にカーリングされたものが積
み重ねられるため、光触媒部材１０の各部分に均一的に
空隙が形成される。この空隙はカーリング形状による弾
性によって常に保持される。光触媒部材１０を水中でフ
ィルタとして使用した場合は光触媒部材１０はフィルタ
として扱いやすく、また各部分に均一的に空隙を有する
ためこのフィルタを通る流体の圧力損失が小さくて済
む。

【００３０】つぎに、光触媒部材１０と従来の光触媒部
材との表面積を比較してみると以下のようになる。光触
媒部材１０はたとえば、一つの重量Ｍ＝３０（ｇ）、比
重Ｇ＝７．９３（ｇ／ｃｍ³）、各部分の厚みｔ＝０．
００４（ｃｍ）、各部分の幅ｗ＝０．０８（ｃｍ）に形
成される。光触媒部材１０の片面の表面積Ｓ１、両面の
表面積Ｓ２は、それぞれ数式１、数式２のように算出さ
れる。

【００３１】

【数１】

【数２】

【００３２】一方、従来の光触媒部材として、厚みｔ２
＝０．０５（ｃｍ）、幅ｗ２＝２．５（ｃｍ）、長さＬ
＝３２（ｃｍ）、空孔率ｈ＝７０（％）のメタル製のも
のを想定する。このとき、片面の表面積Ｓ３、両面の表
面積Ｓ４および正味有効面積Ｓ５は、それぞれ数式３、
数式４、数式５のように算出される。

【００３３】

【数３】

【数４】

【数５】

【００３４】両者をフィルタとして使用する際に収納す
るケースとして、図７に示すものと同様の円筒形で、外
径７（ｃｍ）、高さ３５（ｃｍ）、内径１．５（ｃｍ）
のものを想定すると、正味容積Ｖは、Ｖ≒１２８５（ｃ
ｍ³）である。このケースに従来の光触媒部材は最大２
４枚収納可能であるため、ケース内に収納される従来の
光触媒部材の全表面積Ｓ６は、数式６のようになる。

【数６】

【００３５】また、一つの光触媒部材１０はたとえば２
０８（ｃｍ³）の容積を占めると想定できるため、ケー
ス内に収納できる光触媒部材１０の数量Ｑは、数式７の
ようになる。

【数７】

【００３６】これより、ケース内に収納される光触媒部
材１０の全表面積Ｓ７は、数式８のように算出される。

【数８】

【００３７】したがって、同一ケース内における両者の
表面積を比較すると、従来の光触媒部材の全表面積Ｓ６
＝２６８８（ｃｍ²）に対して、光触媒部材１０の全表
面積Ｓ７＝１１３４６（ｃｍ²）は、約４倍大きいこと
が分かる。なお、両者のそれぞれの単体の表面積を比較
すると、従来の光触媒部材の表面積Ｓ５＝１１２（ｃｍ
²）に対して、光触媒部材１０の表面積Ｓ２＝１８９１
（ｃｍ²）は、約１７倍大きいことが分かる。

【００３８】図７を参照して、光触媒部材１０を空気清
浄機や水質浄化装置等の清浄装置３０のフィルタに適用
した使用状態の一例について説明する。図７に示す清浄
装置３０は、有底の円筒状に形成され、外壁３２と内壁
３４との間に光触媒部材１０を収納するための空間３６
を有する。外壁３２はステンレスで形成され、内壁３４
には石英管が用いられる。外壁３２の内面側には高効率
反射板３８が配置される。高効率反射板３８にはたとえ
ば、受けた光を９９．９９％反射するアラノイド社製の
アルミ反射板が使用される。

【００３９】高効率反射板３８と内壁３４との間に光触
媒部材１０が充填される。光触媒部材１０はその構造か
ら各部分に均一的に空隙を有し、その空隙は光触媒部材
１０の形状による弾性力によって常に保持される。外壁
３２の下部の所定位置には、清浄する空気や液体などの
流体の入口孔４０が設けられる。入口孔４０にはファン
４２が設けられ、光触媒部材１０が充填される空間３６
とファン４２との間にはフィルタ４４が設けられる。外
壁３２のうち入口孔４０と反対側の上部には、流体の排
出孔４６が設けられる。排出孔４６にはフィルタ４８が
設けられる。内壁３４の内側にはブラックライト５０が
配置される。

【００４０】被分解物を含む流体は、入口孔４０からフ
ィルタ４４を通過して空間３６内に入る。流体が空間３
６内に入ると、流体中の被分解物は光触媒部材１０によ
って分解される。なお、光触媒部材１０には、ブラック
ライト５０からの光が内壁３４を通して直接照射される
とともに、高効率反射板３８によって高効率で反射され
た光も照射されるため、光触媒部材１０は高効率で被分
解物に作用する。被分解物が分解されて清浄された流体
は、フィルタ４８を通して排出孔４６から排出される。
清浄装置３０によれば、光触媒部材１０の被分解物との
接触面積が大きいため、効率的に被分解物を分解するこ
とができる。

【００４１】なお、螺旋状にカーリングされさらに積み
重ねられた光触媒部材１０は、上述の実施形態のような
スチールタワシ状にひとかたまりにされたものに限定さ
れず、たとえばボール状や柱状にひとかたまりにされた
もの、または渦巻き状にされたもの、さらには螺旋状に
カーリングされた超薄板がさらに螺旋状にされたもの、
または螺旋状にカーリングされた光触媒部材を複数束ね
たもの等であってもよい。基材１２についても同様であ
る。

【００４２】基材１２の各部分の厚みや幅などは、カー
リング装置の設定によって、適宜所望の寸法に形成する
とよい。また、上述の実施形態では、基材１２にアナタ
ーゼ分散液２６を塗布して焼成することによって酸化チ
タン１４を基材１２の表面に固定したが、これに限定さ
れるものではなく、ゾル状の酸化チタンであればよい。

【００４３】さらに、シリカの極微粒子からなるゾルと
二酸化チタンの微粒子とを液中で混合したものを、基材
１２の表面に塗布し乾燥させるゾル−ゲル法を用いても
よい。この方法では、溶剤が揮発する過程でシリカの微
粒子が接合してゲルになり、これがバインダーとなって
堅くて強い薄膜が形成される。これによれば、高温で焼
成することなく強固な酸化チタンの薄膜を形成すること
ができるため、基材１２として耐熱性に劣る材料をも用
いることができる。

【００４４】基材１２としては、螺旋状にカーリングで
きるように加工性に優れるとともに、耐酸性・耐蝕性に
優れたものであることが好ましい。上述の実施形態では
基材１２としてステンレスを用いたが、これに限定され
ず、鉄や銅等のその他の金属であってもよい。基材１２
としては無機物を用いることが好ましいが、樹脂等の有
機物であってもよく、有機物の中ではたとえばテフロン
（登録商標）などのフッ素樹脂を用いると耐酸化性が大
きく好ましい。フッ素樹脂の中では特にポリ四フッ化エ
チレン樹脂（ＰＴＦＥ）が好ましい。

【００４５】また、基材１２と酸化チタン１４との間に
定着剤を介在させることもできる。定着剤は、シリカ系
等の無機物であることが好ましく、たとえば溶液の状態
で基材１２に塗布される。これによれば、酸化チタン１
４が直接基材１２と接触しないため、基材１２として樹
脂（フッ素樹脂以外のものを含む）等の有機物を用いる
ことができる。したがって、基材１２を幅広い材料から
選択することができる。

【００４６】また、所定のチタン化合物溶液を基材１２
の表面に塗布しその後焼成することによって、基材１２
の表面に酸化チタン１４の透明な薄膜を形成することが
できる。これによれば、照射された光が効率的に基材１
２によって反射され、光触媒部材１０の多くの面積に光
が照射され、効率的に光触媒分解できる。

【００４７】さらに、基材１２は、上述の実施形態のよ
うに光反射性を有するものに限定されず、光透過性を有
するものを用いてもよい。これによれば、光触媒部材１
０の一部分に光が照射されると、照射された光がその部
分を透過し、その透過した光がさらにその光触媒部材１
０の他の部分に照射される。したがって、非常に効率的
に光触媒分解することができる。

【００４８】また、酸化チタン１４としてはたとえば、
焼成しない場合のみならず焼成して酸化チタン１４を基
材１２に固定する場合にも、二酸化チタンが用いられ
る。光触媒は、酸化チタン１４に限定されるものではな
く、たとえば、ＺｎＯ、ＫＴａＯ₃、ＣｄＳ、ＣｄＳ
ｅ、[Ｒｕ（ｂｐｙ）₃]²⁺、およびＣｏ錯体等であって
もよい。

【００４９】

【発明の効果】この発明によれば、光触媒部材の表面積
が非常に大きく、被分解物との接触面積を非常に大きく
することができる。したがって、非常に効率よく被分解
物を光触媒分解することができる。また、凹部によって
照射された光が乱反射するため、光の到達確率が向上
し、光触媒部材の各部分に効率よく光を当てることがで
き、効率よく被分解物を光触媒分解することができる。
さらに、基材が製作容易な構造であるため、量産が容易
でありかつ非常に安価に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態を示す斜視図である。

【図２】図１の実施形態の部分拡大図である。

【図３】（ａ）は電気分解前の基材の表面性状を部分的
に拡大して示す図解図であり、（ｂ）は電気分解後の基
材の表面性状を部分的に拡大して示す図解図であり、
（ｃ）は基材の表面に酸化チタンが固定された状態を部
分的に拡大して示す図解図である。

【図４】（ａ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、
（ｂ）は図３（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図であり、（ｃ）は
図３（ｃ）のＣ−Ｃ線断面図である。

【図５】（ａ）は図３（ａ）のＤ−Ｄ線断面図であり、
（ｂ）は図３（ｂ）のＥ−Ｅ線断面図であり、（ｃ）は
図３（ｃ）のＦ−Ｆ線断面図である。

【図６】製造方法の工程を示す図解図であり、（ａ）は
水洗浄の工程を示し、（ｂ）は電気分解の工程を示し、
（ｃ）は超音波洗浄の工程を示し、（ｄ）は乾燥の工程
を示し、（ｅ）は酸化チタンを付着させる工程を示し、
（ｆ）は焼成の工程を示し、（ｇ）は完成された光触媒
部材を示す。

【図７】使用状態の一例を示す図解図である。

【符号の説明】

１０光触媒部材１２基材１４酸化チタン１６基材の凹部１６ａ光触媒部材の凹部

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ａ６１Ｌ 9/00 Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｊ (72)発明者倉本正司大阪府豊中市勝部３−４−35 株式会社ビッグサンズＤ＆Ｐ本部内 (72)発明者倉内好明岡山県英田郡大原町古町701番１号株式会社ショウエイ内 (72)発明者辻井説三岡山県英田郡大原町古町701番１号株式会社ショウエイ内Ｆターム(参考） 4C080 AA07 AA09 BB02 CC01 JJ03 MM02 4D019 AA01 AA03 BC07 CB06 4D048 AA22 AB03 BA07X BA39X BA41X CD05 EA01 4G069 AA01 AA03 AA08 BA04B BA18 BA48A CA01 CA05 CA10 CA17 DA06 EA07 EA08 EB03 FA03 FB13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に複数の微小な凹部を有し螺旋状に
形成される基材、および前記基材の前記表面に薄膜状に
固定される光触媒を備える、光触媒部材。
【請求項２】前記基材はさらに積み重ねられる、請求
項１に記載の光触媒部材。
【請求項３】前記基材は耐光性を有する耐光性部材を
含む、請求項１または２に記載の光触媒部材。
【請求項４】前記基材は光を反射する光反射部材を含
む、請求項１から３のいずれかに記載の光触媒部材。
【請求項５】前記基材は光を透過させる光透過部材を
含む、請求項１から３のいずれかに記載の光触媒部材。
【請求項６】前記基材の前記表面に前記光触媒を定着
させるために前記基材と前記光触媒との間に介在させる
定着剤をさらに含む、請求項１から５のいずれかに記載
の光触媒部材。
【請求項７】表面に光触媒を固定するための基材であ
って、前記表面に複数の微小な凹部を有しかつ螺旋状に
形成される基材。
【請求項８】基材の表面に光触媒が固定されてなる光
触媒部材の製造方法であって、前記基材を螺旋状に形成する第１工程、前記基材の前記表面に複数の微小な凹部を形成する第２
工程、および前記基材の前記表面に前記光触媒を薄膜状
に固定する第３工程を備える、光触媒部材の製造方法。
【請求項９】前記第１工程では、螺旋状に形成された
前記基材をさらに積み重ねる、請求項８に記載の光触媒
部材の製造方法。
【請求項１０】前記第２工程では、前記基材の前記表
面を電気分解することによって前記表面の前記凹部を形
成する、請求項８または９に記載の光触媒部材の製造方
法。
【請求項１１】前記第３工程は、前記光触媒を含む溶
液を前記基材の前記表面に付着する付着工程と、前記光
触媒を含む溶液が前記表面に付着された前記基材を焼成
する焼成工程とを含む、請求項８から１０のいずれかに
記載の光触媒部材の製造方法。