(57)【要約】      （修正有）【課題】簡便なシステムで高効率に二酸化炭素を発生できる自壊性二酸化炭素発生体、およびこれを搭載する二酸化炭素発生システムを提供。【解決手段】本発明に係る自壊性二酸化炭素発生体は、支持体２と、支持体２上に形成され、有機物バインダ５２と、有機物バインダ５２に分散された光触媒５１を含み、光触媒５１の光触媒作用によって二酸化炭素を発生する自壊性二酸化炭素発生層３とを備える。自壊性二酸化炭素発生層３の、光触媒の活性光線の照射領域の表面積が、照射領域の投影面積の１５０％以上であり、光触媒５１に対する活性光線を０．８ｍＪ／ｃｍ２・ｓｅｃの強度で照射した場合に、常温・常圧で二酸化炭素が、活性光線が照射される投影面積の単位面積あたり１ｎＬ／ｃｍ２・ｓｅｃ以上発生する。【選択図】図１
2020185557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体と、
前記支持体上に形成され、有機物バインダおよび前記有機物バインダに分散された光触媒を含み、前記光触媒の光触媒作用によって二酸化炭素を発生する自壊性二酸化炭素発生層とを備え、
前記自壊性二酸化炭素発生層の、前記光触媒の活性光線の照射領域の表面積が、前記照射領域の投影面積の１５０％以上であり、
前記光触媒に対する活性光線を０．８ｍＪ／ｃｍ２・ｓｅｃの強度で照射した場合に、常温・常圧で二酸化炭素が、活性光線が照射される投影面積の単位面積あたり１ｎＬ／ｃｍ２・ｓｅｃ以上発生する自壊性二酸化炭素発生体。
【請求項２】
前記自壊性二酸化炭素発生層は、前記光触媒と親和性を示す極性基または／および結合を有する低分子有機化合物を含有する請求項１に記載の自壊性二酸化炭素発生体。
【請求項３】
前記親和性を示す極性基または／および結合は、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、イソシアネート基、エーテル結合、グリコシド結合、エステル結合、アミド結合、ウレア結合、ウレタン結合、グアニジノ基、イミダゾリル基、インドリル基、メルカプト基、カーボネート結合、アセタール結合およびイミド結合の少なくともいずれかである請求項２に記載の自壊性二酸化炭素発生体。
【請求項４】
前記光触媒は、助触媒を有していてもよいＴｉＯ２，ＺｎＯ，ＳｒＴｉＯ３，ＳｎＯ２およびＷＯ３から選ばれる少なくとも一つを含む金属酸化物半導体であり、
前記助触媒が、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｃｕ（ＩＩ）、Ｆｅ（ＩＩＩ）、Ａｕ，Ａｇ，ＲｕおよびＮｉの少なくとも一つが含まれる物質である請求項１〜３のいずれかに記載の自壊性二酸化炭素発生体。
【請求項５】
蚊の捕獲に用いる請求項１〜４のいずれかに記載の自壊性二酸化炭素発生体。
【請求項６】
植物生長促進に用いる請求項１〜４のいずれかに記載の自壊性二酸化炭素発生体。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の自壊性二酸化炭素発生体を用いる二酸化炭素発生システム。
【請求項８】
更に、前記光触媒を励起し得る光源を備える請求項７に記載の二酸化炭素発生システム。
【請求項９】
更に、前記自壊性二酸化炭素発生体から発生した二酸化炭素を滞留させる滞留空間を有し、
前記滞留空間から放出される二酸化炭素濃度が、大気中の二酸化炭素濃度より６００ｐｐｍ以上高い請求項７又は８に記載の二酸化炭素発生システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒を用いた自壊性二酸化炭素発生体および二酸化炭素発生システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外光・可視光等の活性光線照射により触媒作用を示す光触媒は、有害物質を除去する大気浄化材料、悪臭を分解する脱臭材料、水中に溶け込んだ有機化合物を分解・除去する浄水材料として利用されている。また、光触媒の酸化作用を利用した抗菌材料、窓ガラスや外壁などの汚れを防ぐ防汚材料として応用されている。更に、蚊を誘引する用途への応用や花粉等のアレルゲンを不活性化する用途（特許文献１）、植物への成長促進用途（特許文献２）への利用が提案されている。
【０００３】
装置内部にコーティング加工された二酸化チタンの光触媒反応により、空気中の有機物を分解して生成したＣＯ２を蚊の誘因に利用する方法が提案されている。本発明者等は、先般、光触媒が混練された有機物バインダを主成分とする固体状の混練物を備え、光触媒の光触媒作用によって有機物バインダが自壊してＣＯ２を発生するシステム（特許文献３）、担持体により固定化された光触媒に、光触媒の光触媒作用により分解してＣＯ２を発生する有機分子を含む液体の供給と、担持体での液体の消費を繰り返し行うことにより継続的にＣＯ２を発生させるシステム（特許文献４）を提案した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３７７９３号公報
【特許文献２】特開２０１１−２４４６２号公報
【特許文献３】特開２０１６−０３２８０４号公報
【特許文献４】特開２０１７−００７８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のＣＯ２発生システムによれば、ボンベによるＣＯ２供給方法に比べて装置の小型化を達成できる。しかし、装置内部に二酸化チタンをコーティングする方法では、ＣＯ２発生効率が低く、ＣＯ２発生量に課題がある。また、特許文献３の方法は、ＣＯ２発生の継続時間に課題がある。また、特許文献４の方法によれば、液体供給ユニットを設ける必要があり、装置の小型化に改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、上記背景に鑑みて成されたものであり、二酸化炭素の発生量および発生時間の向上を達成できる自壊性二酸化炭素発生体、およびこれを搭載する二酸化炭素発生システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らが鋭意検討を重ねたところ、以下の態様において、本発明の課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
［１］：  支持体と、
前記支持体上に形成され、有機物バインダおよび前記有機物バインダに分散された光触媒を含み、前記光触媒の光触媒作用によって二酸化炭素を発生する自壊性二酸化炭素発生層とを備え、
前記自壊性二酸化炭素発生層の、前記光触媒の活性光線の照射領域の表面積が、前記照射領域の投影面積の１５０％以上であり、
前記光触媒に対する活性光線を０．８ｍＪ／ｃｍ２・ｓｅｃの強度で照射した場合に、常温・常圧で二酸化炭素が、活性光線が照射される投影面積の単位面積あたり１ｎＬ／ｃｍ２・ｓｅｃ以上発生する自壊性二酸化炭素発生体。
［２］：  前記自壊性二酸化炭素発生層は、前記光触媒と親和性を示す極性基または／および結合を有する低分子有機化合物を含有する［１］に記載の自壊性二酸化炭素発生体。
［３］：  前記親和性を示す極性基または／および結合は、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、イソシアネート基、エーテル結合、グリコシド結合、エステル結合、アミド結合、ウレア結合、ウレタン結合、グアニジノ基、イミダゾリル基、インドリル基、メルカプト基、カーボネート結合、アセタール結合およびイミド結合の少なくともいずれかである［２］に記載の自壊性二酸化炭素発生体。
［４］：  前記光触媒は、助触媒を有していてもよいＴｉＯ２，ＺｎＯ，ＳｒＴｉＯ３，ＳｎＯ２およびＷＯ３から選ばれる少なくとも一つを含む金属酸化物半導体であり、
前記助触媒が、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｃｕ（ＩＩ）、Ｆｅ（ＩＩＩ）、Ａｕ，Ａｇ，ＲｕおよびＮｉの少なくとも一つが含まれる物質である［１］〜［３］のいずれかに記載の自壊性二酸化炭素発生体。
［５］：  蚊の捕獲に用いる［１］〜［４］のいずれかに記載の自壊性二酸化炭素発生体。
［６］：  植物生長促進に用いる［１］〜［４］のいずれかに記載の自壊性二酸化炭素発生体。
［７］：  ［１］〜［６］のいずれかに記載の自壊性二酸化炭素発生体を用いる二酸化炭素発生システム。
［８］：  更に、前記光触媒を励起し得る光源を備える［７］に記載の二酸化炭素発生システム。
［９］：  更に、前記自壊性二酸化炭素発生体から発生した二酸化炭素を滞留させる滞留空間を有し、
前記滞留空間から放出される二酸化炭素濃度が、大気中の二酸化炭素濃度より６００ｐｐｍ以上高い［７］又は［８］に記載の二酸化炭素発生システム。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、簡便なシステムで二酸化炭素の発生量および発生時間の向上を達成できる自壊性二酸化炭素発生体、およびこれを搭載する二酸化炭素発生システムを提供することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る自壊性ＣＯ２発生体の一例を示す模式的断面図。
【図２】変形例１に係る自壊性ＣＯ２発生体の一例を示す模式的断面図。
【図３】変形例２に係る自壊性ＣＯ２発生体の一例を示す模式的断面図。
【図４】第２実施形態に係るＣＯ２発生システムの一例を示す模式的外観図。
【図５】図４のＶ−Ｖ切断部断面図。
【図６】第３実施形態に係るＣＯ２発生システムの一例を示す模式図。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ切断部断面図。
【図８】第４実施形態に係るＣＯ２発生システムの一例を示す模式図。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ切断部断面図。
【図１０】ＴｉＯ２とＷＯ３の吸収スペクトルおよび波長に対して反応に使用できるフォトン数をプロットした図。
【図１１】実施例１の自壊性ＣＯ２発生層の写真。
【図１２】実施例１、２、比較例１，２の自壊性ＣＯ２発生体の単位面積あたりのＣＯ２発生速度をプロットしたグラフ。
【図１３】実施例１〜３および参考例１に係る自壊性ＣＯ２発生体に３時間活性光線を照射したときの単位面積あたりのＣＯ２発生速度を表面積／投影面積に対してプロットしたグラフ。
【図１４】実施例１、２および参考例１に係る自壊性ＣＯ２発生体に１２時間および２４時間活性光線を照射したときの単位面積あたりのＣＯ２発生速度を自壊性ＣＯ２発生層の表面積／投影面積に対してプロットしたグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態の一例について説明する。
［第１実施形態］
第１実施形態に係る自壊性二酸化炭素発生体（以下、「自壊性ＣＯ２発生体」という）は、支持体と、自壊性二酸化炭素発生層（以下、自壊性ＣＯ２発生層という）を少なくとも有する。自壊性ＣＯ２発生層は、支持体上に形成されており、少なくとも光触媒および有機物バインダを有する。この自壊性ＣＯ２発生層は、光触媒の光触媒作用（酸化作用）によって自壊してＣＯ２を発生する。
【００１１】
自壊性ＣＯ２発生層に対する光触媒の活性光線の照射領域の表面積は、照射領域の投影面積の１５０％以上とする。ここで、投影面積とは、照射領域の外縁により画定される領域内の平面の面積をいう。また、自壊性ＣＯ２発生層の光触媒の活性光線の照射領域の表面積とは、活性光線が照射される領域（但し、照射光の反射光のみが照射される領域は含まない）の表面積の総和をいう。従って、活性光線が照射される凹部の内壁や、凸部の側壁および底面部のうち活性光線が照射される部分等が含まれる。本明細書において自壊性ＣＯ２発生層の光触媒の活性光線の照射領域の表面積は、後述する実施例で説明する方法により求めた値をいう。
【００１２】
第１実施形態に係る自壊性ＣＯ２発生体は、光触媒に対する活性光線を０．８ｍＪ／ｃｍ２・ｓｅｃの強度で照射した場合に、常温・常圧でＣＯ２が、活性光線が照射される投影面積の単位面積あたり１ｎＬ／ｃｍ２・ｓｅｃ以上発生するものである。
【００１３】
なお、活性光線とは、光触媒に対して活性を示す光線の帯域全てを含むものであり、この帯域内であればいかなる波長も本実施形態の自壊性ＣＯ２発生体に対して利用できる。但し、前述のＣＯ２発生量（投影面積の単位面積あたり１ｎＬ／ｃｍ２・ｓｅｃ以上）は、最大の触媒効率を示す波長によって実現できればよい。また、上記に特定する照射強度は、ＣＯ２を定量化するために定義したものであって、本実施形態の自壊性ＣＯ２発生体を使用する際の照射強度を特定したものではない。即ち、本実施形態においては、自壊性ＣＯ２発生層に対する照射強度は任意に設定可能である。
【００１４】
第１実施形態に係る自壊性ＣＯ２発生体は、活性光線照射によってＣＯ２を発生させたい用途全般、例えば、蚊捕集、植物成長促進、微生物培養等に適用できる。なお、以降の図における各部材のサイズや比率は、説明の便宜上のものであり、これに限定されるものではない。
【００１５】
図１に、自壊性ＣＯ２発生体の模式的断面図を示す。図１に示すように、自壊性ＣＯ２発生体１ａは、支持体２，自壊性ＣＯ２発生層３を有する。自壊性ＣＯ２発生層３は、支持体２上に形成され、少なくとも有機物バインダと、この有機物バインダに分散された光触媒とを含む。有機物バインダは、光触媒を分散させる媒体（マトリックス）としての機能と、光触媒作用による自壊性機能を有する。
【００１６】
支持体２としては、不織布、紙、布、フィルム、シート、板およびこれらを任意に組み合わせた積層体が例示できる。また、支持体の材料は、金属、ガラス、繊維、合金、セラミック、金属酸化物、金属炭化物、金属ホウ化物、金属窒化物、グラファイト、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂およびこれらの複合材や積層体が例示できる。支持体２としてＣＯ２透過素材を用いたり、支持体２に多数の微細孔や微細溝を設けて、支持体２側からもＣＯ２発生を促すようにしてもよい。
【００１７】
自壊性ＣＯ２発生層３は、図１に示すように、自壊性ＣＯ２発生層３の少なくとも表面に凹凸形状が形成されている。凹凸形状の程度は、自壊性ＣＯ２発生層３の光触媒の活性光線の照射領域（但し、照射光の反射光のみが照射される領域は含まない）の表面積（以下、単に照射領域の表面積ともいう）が、照射領域の投影面積の１５０％以上となればよく特に限定されない。より好ましくは２００％以上であり、更に好ましくは２５０％以上であり、特に好ましくは４００％以上である。自壊性ＣＯ２発生層３の活性光線の照射領域の表面積をその投影面積の１５０％以上とすることにより、光触媒の反応面積を増大させ、触媒作用によるＣＯ２の発生量を格段に高めることができる。更に、ＣＯ２発生量を高められるのみならず、ＣＯ２の発生継続時間を高めることができる。なお、自壊性ＣＯ２発生層３の活性光線の照射領域の表面積の上限は特に限定されないが、構造体としての自立性、強度または製造コストを踏まえると、８００％以下とすることが好ましい。
【００１８】
自壊性ＣＯ２発生層３の表面の図１に示す凹凸形状は一例であり、溝状の凹凸の他、例えば、ドット状の凹凸、不定形の凹凸、多孔質体による凹凸およびこれらの組み合わせが例示できる。
【００１９】
光触媒５１を有機物バインダ５２に均質的に分散する態様に代えて、例えば活性光線照射側から遠ざかる方向に、光触媒５１の濃度が高くなるよう濃度勾配を設けてもよい。
【００２０】
自壊性ＣＯ２発生層３の形成方法としては、混練物を溶媒に分散または溶解させたものを支持体２上に塗工・乾燥する方法が例示できる。塗工方法は、例えば、スクリーン印刷等の印刷法により自壊性ＣＯ２発生層３に凹凸形状を設ける方法、３Ｄプリンターにより所望の形状を形成する方法が例示できる。ベタ膜を形成後に塗膜に型押しを行う方法、塗膜形成後にレーザ等により表面を荒らして凹凸形状を形成する方法が例示できる。また、塗膜を形成後、例えばドット状の開口部が形成されたマスクを介してスプレー塗布により凹凸形状を形成する方法が挙げられる。また、後述する変形例に開示の方法や、発泡剤を用いて多孔質体を形成する方法により作製してもよい。これらは任意に組み合わせられる。
【００２１】
自壊性ＣＯ２発生層３の凹部状の空孔数は例えば１０００〜１５００個／ｃｍ２、深さは例えば１０〜３００μｍとすることができる。この凹部状の空孔は支持体２まで貫通していてもよいが、表面積を効率的に高める観点からは、貫通孔ではなく、支持体２上に自壊性ＣＯ２発生層３が形成されていることが好ましい。
【００２２】
凹部状の空孔に代えてまたは併用して、自壊性ＣＯ２発生層３に微細溝を設けてもよい。自壊性ＣＯ２発生層３に微細溝を形成する場合、例えば、溝幅は平均１００〜４００μｍ、長さは例えば平均８００〜１２００μｍとすることができる。この微細溝は支持体の表面まで貫通する微細溝であってもよいし、非貫通、即ち、底部に自壊性ＣＯ２発生層が形成されていてもよい。また、この微細溝は、活性光線照射が効率的に行えるようにテーパー形状としてもよい。なお、自壊性ＣＯ２発生層の形成方法は、前記方法に限定されず、公知の方法を制限なく利用できる。
【００２３】
多数の空孔および／又は微細溝を形成することにより表面積が増大するとともに、活性光線を照射したときに活性光線が空孔および／又は微細溝内部の光触媒まで届き、ＣＯ２発生量を大幅に増加させることができる。また、凹凸の存在により自壊性ＣＯ２発生層３の下部まで活性光線が届くため、自壊性ＣＯ２発生層３の厚みを従来よりも厚くすることが可能となる。このため、ＣＯ２発生量を顕著に高めることが可能となると共に、ＣＯ２発生時間を長くすることが可能となる。
【００２４】
ＣＯ２の発生量は、光触媒の種類・光触媒の平均粒子径、有機物バインダ５２に対する光触媒５１の混練量・光触媒の分散度、活性光線強度、有機物バインダの種類等により調整することができる。また、自壊性ＣＯ２発生層３内部での光散乱効果を高めるために、光散乱効果のある粒子等を好適に用いることができる。
【００２５】
光触媒５１は、光源の照射または／および太陽光や室内光等の外部光の活性光線により励起される。励起された光触媒５１は、有機物バインダ５２を自壊せしめてＣＯ２を発生させる。光触媒５１の種類は前記条件を満たすものであればよく、特に限定されない。好適な例としては、二酸化チタン（ＴｉＯ２），二酸化亜鉛（ＺｎＯ），チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３），二酸化スズ（ＳｎＯ２）および酸化タングステン（ＷＯ３）等からなる金属酸化物半導体やこれらの半導体にドーピングを施したものを用いることができる。これらの半導体の光触媒活性を更に高めるため、これらの半導体表面に、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ロジウム（Ｒｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、銅系化合物等の助触媒を担持した材料を用いることもできる。特に、Ｃｕ（ＩＩ）やＦｅ（ＩＩＩ）のクラスター状の粒子を担持した酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステン、チタン酸ストロンチウムは、可視光で光触媒活性を示すことが知られており、これらの光触媒を好適に使用することもできる。また、安価で生体安全性が確立されている点からは二酸化チタンが好ましく、安価で且つ可視光応答性を示す観点から、鉄系ないし銅系化合物酸化チタン材料が好ましい。光触媒は、単一若しくは２種以上の併用で用いられる。
【００２６】
光触媒５１の形状・粒径は特に限定されないが、粒子状であることが好ましく、例えば、５〜５０００ｎｍ程度のものを用いることができる。粒子の形状は、球状・フレーク状・針状等の種々の形態を取り得る。ＣＯ２の生成速度を高める観点からは、平均粒子径が１０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下とすることが好ましい。光触媒５１の活性光線の帯域は、通常、可視光または／および紫外光が好ましく用いられる。太陽光、特に室内光を効率的に利用する観点からは、可視光応答型の光触媒を用いることが好ましく、紫外光による蚊の誘引効果も目的としてＵＶ光源等を使用する場合には、紫外光応答型の光触媒が好ましい。
【００２７】
ＣＯ２発生をより高効率に行う観点から、光触媒に対する活性光線を０．８ｍＪ／ｃｍ２・ｓｅｃの強度で照射した場合に、常温・常圧でＣＯ２が、活性光線が照射される投影面積の単位面積当たり１ｎＬ／ｃｍ２・ｓｅｃ以上発生するものを用いる。好ましくは１．５ｎＬ／ｃｍ２・ｓｅｃ以上であり、より好ましくは２ｎＬ／ｃｍ２・ｓｅｃ以上、更に好ましくは３ｎＬ／ｃｍ２・ｓｅｃ以上、特に好ましくは４ｎＬ／ｃｍ２・ｓｅｃ以上である。
光触媒５１に対する活性光線を０．８ｍＪ／ｃｍ２・ｓｅｃの強度で照射した場合に、常温・常圧で、有機物バインダ５２が光触媒５１の酸化作用によって自壊され、ＣＯ２を１ｎＬ／ｃｍ２・ｓｅｃ以上発生する自壊性ＣＯ２発生層３を用いることで、高効率にＣＯ２を発生させることができる。ＣＯ２を効率的に発生させる観点からは、有機物バインダ５２が光触媒５１の活性光線の帯域に対して高い透過率を示すことが好ましい。
【００２８】
有機物バインダ５２の種類は、光触媒により自壊を進行させてＣＯ２を発生させる観点から、飽和炭化水素樹脂または／および水酸基、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、イソシアネート基、エーテル結合、グリコシド結合、エステル結合、アミド結合、ウレア結合、ウレタン結合、グアニジノ基、イミダゾリル基、インドリル基、メルカプト基、カーボネート結合、アセタール結合およびイミド結合の少なくともいずれかを含む樹脂を主成分とするものが好ましい。活性光線の光触媒作用に支障をきたさなければ、不飽和炭化水素等も好適に用いられる。また、窒素酸化物や、硫黄酸化物、ハロゲンの酸化物等を発生させない観点からは、樹脂は、Ｃ原子、Ｏ原子、Ｈ原子のみから構成されていることが好ましい。また、分解しやすさの観点からは、分子構造が単純で、酸化分解により炭素結合鎖が離脱されやすい樹脂が好ましい。このような樹脂として、長鎖の炭化水素構造を有する樹脂を挙げることができる。具体例を挙げれば、セルロース等の多糖類、流動パラフィン等の炭化水素化合物、酢酸ビニル等のカルボキシル基含有樹脂、ポリビニルアルコール等の水酸基含有樹脂が例示できる。有機物バインダは単独または２種類以上を混合して用いることができる。
【００２９】
自壊性ＣＯ２発生層３は、光触媒作用によってＣＯ２を発生することにより、有機物バインダ自身が自壊してＣＯ２を発生する。第１実施形態に係る自壊性ＣＯ２発生体１ａによれば、光触媒の活性光線の照射領域の表面積が、照射領域の投影面積の１５０％以上となるようにすることにより、活性光線照射により光触媒の酸化作用を高効率に行うことができ、結果として効率的にＣＯ２を発生させることができる。
【００３０】
有機物バインダと光触媒の配合割合は、ＣＯ２を発生できる時間と発生量に関係する。有機物バインダの割合（有機物バインダの容積/（有機物バインダ＋光触媒の容積））は、発生させたいＣＯ２量および寿命を考慮してニーズに応じて適宜設定できるが、１〜６０ｗｔ％とすることが好ましい。光触媒を多く含ませることにより、発生できるＣＯ２量を多くすることができる一方、寿命が短くなる。有機物バインダの下限は、２ｗｔ％以上がより好ましく、５ｗｔ％以上が更に好ましく、１０ｗｔ％以上とすることが特に好ましい。また、有機物バインダの上限は、５０ｗｔ％以下とすることよりが好ましく、４０ｗｔ％以下が更に好ましく、３０ｗｔ％以下とすることが特に好ましい。
【００３１】
自壊性ＣＯ２発生体１は、支持体２と自壊性ＣＯ２発生層３の間に薄層の反射層を設け、自壊性ＣＯ２発生層３の上層から照射された光を反射させて、自壊性ＣＯ２発生層３への光照射効率を高めるようにしてもよい。また、支持体２自体が光触媒の活性光線に対する反射機能を有していてもよい。更に、活性光線を自壊性ＣＯ２発生層３の上層側から照射する例を挙げたが、支持体２を活性光線透過部材により構成し、支持体２側から活性光線を照射してもよい。
【００３２】
第１実施形態に係る自壊性ＣＯ２発生体によれば、自壊性ＣＯ２発生層３の表面積を増大させることにより、活性光線の届く範囲を高めることができる。このため、照射面積を増大させることができると同時に、自壊性ＣＯ２発生層３の厚み自体を従来よりも厚くすることが可能となる。このため、ＣＯ２発生時間を従来よりも大幅に向上させることができる。また、特許文献２のように液体を新たに供給する工程が不要のため、装置構成を簡便化し、安価に提供できるというメリットを有する。
【００３３】
なお、自壊性ＣＯ２発生層３にアルコールを含めることにより、酢酸やアルデヒド類を同時に発生させ、猫等の忌避として利用することも可能である。
【００３４】
＜変形例１＞
自壊性ＣＯ２発生体は、種々の変形が可能である。なお、以降の図において同一の要素部材は同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００３５】
変形例１に係る自壊性ＣＯ２発生体は、自壊性ＣＯ２発生層３において低分子有機化合物を含有する点において第１実施形態と異なるが、その他の構成は第１実施形態と同様である。
図２に、変形例１に係る自壊性ＣＯ２発生体の模式的断面図を示す。図２に示すように、自壊性ＣＯ２発生体１ｂは、自壊性ＣＯ２発生層３において更に光触媒５１と親和性を示す極性基または／および結合を有する低分子有機化合物５３を含有する。低分子有機化合物５３は、光触媒５１の周囲に局在していてもよいし、自壊性ＣＯ２発生層３に均質的に分散されていてもよい。光触媒５１の周囲に局在している場合であっても、自壊性ＣＯ２発生層３全体としては均質体として低分子有機化合物５３が分散していることが好ましい。
【００３６】
光触媒５１と親和性を示す極性基または／および結合としては、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、イソシアネート基、エーテル結合、グリコシド結合、エステル結合、アミド結合、ウレア結合、ウレタン結合、グアニジノ基、イミダゾリル基、インドリル基、メルカプト基、カーボネート結合、アセタール結合およびイミド結合が例示できる。
【００３７】
低分子有機化合物５３としては、乳酸、酢酸、グリコール酸、リンゴ酸、シュウ酸、グルコン酸、クエン酸、フタル酸、イソフタル酸、コハク酸、マレイン酸、マロン酸、安息香酸、テレフタル酸、サリチル酸、マロン酸、グリセリン酸が例示できる。また、酢酸ビニルモノマー、スチレンモノマー、アクリレートモノマー、多官能ポリオール、多官能酸無水物、多官能イソシアネート等のモノマー成分等を例示できる。
【００３８】
変形例１に係る自壊性ＣＯ２発生層３を形成するための混練物としては、例えば、光触媒５〜１５ｗｔ％、有機物バインダ１〜５ｗｔ％、低分子有機化合物２０〜３０ｗｔ％、水等の溶媒５０〜７０ｗｔ％とすることができる。
【００３９】
自壊性ＣＯ２発生層３に、光触媒と親和性を示す極性基または／および結合を有する低分子有機化合物５３を含有させることにより、ＣＯ２発生効率を効果的に高めることができる。
【００４０】
＜変形例２＞
変形例２に係る自壊性ＣＯ２発生体は、支持体２に凹凸形状が形成されており、支持体２の凹凸形状に由来する凹凸形状が自壊性ＣＯ２発生層３に形成されている点において変形例１と異なるが、その他の構成は変形例１と同様である。
【００４１】
図３に、変形例２に係る自壊性ＣＯ２発生体の模式的断面図を示す。図３に示すように、自壊性ＣＯ２発生体１ｃは、表面に凹凸形状を有する支持体２と、支持体２の凹凸形状が形成された面上に形成された自壊性ＣＯ２発生層３とを有する。この自壊性ＣＯ２発生層３の表面は、支持体２の凹凸形状に由来する凹凸形状が形成されている。
【００４２】
ドット形状等の凹凸形状を有する支持体２を用いることにより、自壊性ＣＯ２発生層３に所望の凹凸形状を容易に形成することができ、自壊性ＣＯ２発生層３の光触媒の活性光線の照射領域の表面積を顕著に高めることができる。
【００４３】
＜変形例３＞
変形例３に係る自壊性ＣＯ２発生体は、自壊性ＣＯ２発生層３に不規則な微細溝と空孔を有する点において変形例１と異なるが、その他の構成は変形例１と共通する。
【００４４】
変形例３に係る自壊性ＣＯ２発生体は、支持体上に有機物バインダ、光触媒、光触媒と親和性を示す極性基または／および結合を有する低分子有機化合物および溶媒を含む混練物を用意し、これを支持体に塗工する。次いで、溶媒の蒸発および有機物バインダの乾燥に伴う収縮により、自壊性ＣＯ２発生層に空孔および微細溝を形成する。
【００４５】
上記塗膜を形成後、水等の溶媒の蒸発および／または樹脂の収縮等に伴って空孔および微細溝を形成して表面積を所望の範囲に調整することができる。即ち、光触媒、有機物バインダ、低分子有機化合物および溶媒を含む組成物を均質に混練することにより有機物バインダと光触媒が接着し、これを乾燥させることにより、溶媒が留去され、同時に樹脂が乾燥に伴って収縮することにより、自壊性ＣＯ２発生層中に微細な空孔および微細溝を形成することができる（例えば、図１１参照）。
【００４６】
多数の空孔および微細溝を形成することにより表面積が増大するとともに、活性光線を照射したとき、活性光線が空孔および微細孔内部の光触媒まで届き、ＣＯ２発生量を大幅に増加させることができる。また、空孔および微細孔の存在により自壊性ＣＯ２発生層の下部まで活性光線が届くため、自壊性ＣＯ２発生層の厚みを従来よりも厚くすることが可能となる。このため、ＣＯ２発生量を顕著に高めることが可能となると共に、ＣＯ２発生時間を長くすることが可能となる。
【００４７】
自壊性ＣＯ２発生層３に形成する空孔および微細溝数は例えば１０００〜１５００個／ｃｍ２、深さは例えば平均１０〜３００μｍとすることができる。この空孔および微細溝は支持体２まで貫通している態様、支持体２上に自壊性ＣＯ２発生層３が形成され、貫通させずに凹部が形成された態様のいずれでもよい。表面積を効率的に高める観点からは、後者の態様が好ましい。
【００４８】
自壊性ＣＯ２発生層３に微細溝を形成する場合、例えば、溝幅は平均１０〜６０μｍ、長さは例えば平均１０〜３００μｍ、深さは例えば平均３０〜７０μｍとすることができる。活性光線照射が効率的に行えるようにテーパー形状を設けてもよい。なお、自壊性ＣＯ２発生層の形成方法は、前記方法に限定されず、公知の方法を制限なく利用できる。
【００４９】
変形例３の方法によれば、簡便な方法により自壊性ＣＯ２発生層３の照射領域の表面積を顕著に高めることができ、二酸化炭素の発生量および発生時間の向上を達成できる。
【００５０】
［第２実施形態］
次に、上記実施形態または変形例を用いて例示した本発明の自壊性ＣＯ２発生体をＣＯ２発生システムに適用した一例について説明する。図４は、第２実施形態に係るＣＯ２発生システムを蚊捕集用途に用いた一例を示す模式的正面図であり、図５は図４のＶ−Ｖ切断部断面図である。図５においては、説明の便宜上、蚊を図示している。
【００５１】
ＣＯ２発生システムたる蚊捕集器１０１は、内部に空間が形成された箱型の構成を成し、自壊性ＣＯ２発生体１、容器本体４、粘着部材５、透光部材６、蚊誘引口７等を有する。第２実施形態においては、粘着部材５は容器本体４に貼付されており、粘着部材５の一部の領域に自壊性ＣＯ２発生体１が貼着されている。
【００５２】
粘着部材５は、蚊を捕獲する役割を担う。粘着部材５は、例えば、シート状または板状とすることができる。第２実施形態においては、透光部材６と対向する内部空間８の壁面に粘着部材５が貼付され、粘着部材５の一部の領域に自壊性ＣＯ２発生体１が固定せしめられている。粘着部材５は、専ら蚊の捕捉用途に用い、自壊性ＣＯ２発生体１は任意の方法により容器本体４に設置してもよい。
【００５３】
透光部材６は、蚊捕集器１０１の前面パネルとして設けられている。透光部材６には、太陽光または／および室内光等の光源からの活性光線を、蚊捕集器１０１内部に設けられた自壊性ＣＯ２発生体１に照射できる部材を選定する。透光部材６は、活性光線の減衰を抑制した部材であることが好ましく、透明アクリル板、透明ポリスチレン板等が例示できる。
【００５４】
蚊誘引口７は、内部空間８からのＣＯ２放出口として機能すると共に、蚊を内部空間に誘引するための入り口として機能する。第２実施形態においては、前面パネルとして設けられた透光部材６の中央部に設けた例を示しているが、任意の位置に蚊誘引口７を設けることができる。
【００５５】
太陽光に含まれる活性光線（例えば紫外線）は、透光部材６を介して自壊性ＣＯ２発生体１を照射し、光触媒作用によって自壊性ＣＯ２発生体１からＣＯ２が発生する。発生したＣＯ２は蚊捕集器１０１の内部空間８にたまり、時間の経過とともに内部空間８のＣＯ２濃度が濃くなっていく。そのＣＯ２の一部が、蚊誘引口７から外部に放出され、そのＣＯ２が蚊９を誘引する。蚊９は、蚊誘引口７から蚊捕集器１０１の内部空間８に入り、粘着部材５により捕獲される。
【００５６】
蚊誘引口７から排出されるＣＯ２排出濃度は、用途により変動し得るが、大気中のＣＯ２濃度よりも充分に高い濃度とする観点から、大気中のＣＯ２濃度よりも６００ｐｐｍ以上高いことが好ましく、８００ｐｐｍ以上高いことがより好ましく、１０００ｐｐｍ以上高いことが更に好ましい。６００ｐｐｍ以上とすることにより、高効率に蚊を誘引することができる。なお、所望のＣＯ２発生量が維持できるように、蚊誘引口７の開口サイズを変更可能な設計としたりしてもよい。
【００５７】
第２実施形態に係るＣＯ２発生システムによれば、有機物バインダに分散された光触媒を含み、光触媒の活性光線の照射領域の表面積が、照射領域の投影面積の１５０％以上である自壊性ＣＯ２発生層を用いているので、ＣＯ２の発生量および発生時間を大幅に向上させることができる。また、光源を装置内に設置せず、活性光線として太陽光ないし室内光を用いる構成としているので、装置構成が簡便であり、省エネを達成できる。更に、殺虫剤や電撃法によらずに蚊を捕集できるので、人体に害が無く安全であり、可動部分がないため、メンテナンスが不要であるというメリットがある。また、ＣＯ２による蚊の誘引方式を採用しているので蚊を選択的に捕集できる点においても優れている。
【００５８】
なお、第２実施形態に係る蚊捕集器では光源を設置しない例を挙げたが、第２実施形態に係る蚊捕集器に光源を設置してもよい。例えば、透光部材６の外側に取り付け自在に光源を設置してもよい。また、容器本体４の内部にＬＥＤ等の光源を設置することができる。例えば、面状光源シート上に自壊性ＣＯ２発生体１を設置してもよい。光源を容器本体４内に設置することにより、太陽光や室内光を利用できない用途、例えば夜間や暗室での利用に有効である。また、光源を設けることにより、活性光線を至近距離から高効率に照射できるというメリットもある。外部に光が漏れないように筐体を遮光性部材により構成することにより、走光性の昆虫等の捕集を効果的に防止できる。
【００５９】
また、自壊性ＣＯ２発生体１および粘着部材５は、それぞれ独立にまたは一体にカートリッジ式として交換可能に構成してもよい。また、自壊性ＣＯ２発生体１および粘着部材５は、それぞれ独立にまたは一体に巻き取り部を設け、交換可能に構成してもよい。
【００６０】
蚊を誘引する方法として、ＣＯ２の他に、色、匂い、温度などがある。蚊を粘着部材５に捕獲する際、色、匂い、温度等の効果を併用してもよい。例えば、粘着部材５を黒色としたり、黒と白のボーダー柄としたりすることにより捕獲効果を高めてもよい。また、自壊性ＣＯ２発生層３を例えば白色、粘着部材５を黒色としてもよい。更に、人の汗に含まれる成分に反応するため、自壊性ＣＯ２発生層３に例えばエチルアルコールを添加することにより発生ガスに酢酸およびアルデヒド類を含めたり、粘着部材５や蚊誘引口７の内側に蚊の好む匂いを塗布または含浸させて蚊の誘引効果を高めたりしてもよい。更に、人の体温に近い方が蚊の誘引・捕獲効果が高いので、内部空間８、蚊誘引口７等にヒータを設けてもよい。
【００６１】
［第３実施形態］
次に、第２実施形態とは異なる自壊性ＣＯ２発生体およびＣＯ２発生システムの適用例について説明する。
図６は、第３実施形態に係るＣＯ２発生システムを蚊捕集用途に用いた一例を示す模式的斜視図である。ＣＯ２発生システムたる蚊捕集器１０２は、内部に空間が形成された箱型の構成を成し、底部に蚊捕集ユニット１１、頂部に光源ユニット１３が設けられ、これらの間にＣＯ２発生ユニット１２が設置されている。蚊捕集ユニット１１および光源ユニット１３は、ＣＯ２発生ユニット１２に対して着脱自在に構成されている。光源ユニット１３の側方下部には、蚊を誘引するための開口部である蚊侵入口１４が設けられている。ＣＯ２発生ユニット１２の側面には、ＣＯ２を高濃度で排出する排気口１５が複数設けられている。
【００６２】
図７に、図６のＶIＩ−ＶＩＩ切断部断面図を示す。ＣＯ２発生ユニット１２は、平面視上の形状が円形状の２重筒型構造を有する。２重筒型構造は、外郭を構成する外筒２７、外筒２７と所定の間隙を持って対向配置される内筒２６を有する。内筒２６の外側主面には、円筒に添うように平面視上の形状がドーナツ状でＹ軸方向に延在された形状の自壊性ＣＯ２発生体１ｄが配置されている。内筒２６より内側にある内部空間８は、内筒２６内面、光源ユニット１３の内部上面および蚊捕集ユニット１１の内部側面により画定される。内筒２６および外筒２７は、用いる光触媒の活性光線を透過可能な材料により構成する。即ち、可視光応答型光触媒に用いる用途には可視光透過性の材料を、紫外光応答型の光触媒を用いる場合には紫外光透過性の材料（例えば、プラスチック材料、ガラス）から構成する。
【００６３】
ＣＯ２発生ユニット１２の外側主面を構成する外筒２７には、排気口１５が複数設けられている。また、外筒２７と内筒２６からなる筒型構造の上面には、空気の出入りを規制する低通気性網２５が配置されている。自壊性ＣＯ２発生体１ｄで発生したＣＯ２は、滞留空間２１に滞留しながら、低通気性網２５と排気口１５との圧力損失の差およびＣＯ２と空気の比重差により主として排気口１５から外部に放出されるようになっている。低通気性網２５と排気口１５の網目の圧力損失差は、例えば、網目サイズ、口径、厚み、材質等により調節できる。上記構成により、蚊捕集器１０２の側面にある排気口１５から高濃度にＣＯ２が放出するようになっている。
【００６４】
自壊性ＣＯ２発生体１ｄのＣＯ２発生能力、排気口１５の放出量、低通気性網２５と排気口１５の圧力損失差、および滞留空間２１のサイズ等を設計することにより、排気口１５から外部に放出されるＣＯ２濃度を所望の濃度に調整することができる。排気口１５から排出されるＣＯ２排出濃度は、用途により変動し得るが、大気中のＣＯ２濃度よりも充分に高い濃度とする観点から、大気中のＣＯ２濃度よりも６００ｐｐｍ以上高いことが好ましく、８００ｐｐｍ以上高いことがより好ましく、１０００ｐｐｍ以上高いことが更に好ましい。増加分を６００ｐｐｍ以上とすることにより、高効率に蚊を誘引することができる。
【００６５】
なお、所望のＣＯ２発生量が維持できるように、排気口１５や低通気性網２５の開口サイズを変更可能な設計としたり、滞留空間２１の容積を切り替え可能な装置としてもよい。また、排気口１５や低通気性網２５が開口する回数、即ち、換気する回数を制限して、排出量を所望値になるようにしてもよい。このようにすることにより、自壊性ＣＯ２発生体から発生するＣＯ２の量を用途に応じて変更したり、経時的にＣＯ２発生量が減少した場合において、所望のＣＯ２発生量に調整したりすることができる。
【００６６】
内筒２６には、自壊性ＣＯ２発生体１ｄから発生したＣＯ２を通過させるための微細孔２８が複数設けられている。これにより、自壊性ＣＯ２発生体１ｄから発生したＣＯ２を内部空間８内にも送り込み、内部空間８のＣＯ２濃度を空気中のＣＯ２濃度よりも高い状態とすることができる。但し、微細孔２８は必須ではなく、排気口１５のＣＯ２濃度を所望の値、例えば６００ｐｐｍ以上に設計することが難しい場合には、内部空間８にＣＯ２を送り込む機構を設けずに、自壊性ＣＯ２発生体１ｄから発生したＣＯ２を専ら滞留空間２１に排出する構成とすることが有効である。即ち、自壊性ＣＯ２発生体１ｄで発生したＣＯ２を滞留空間２１に滞留・濃縮させながら、低通気性網２５と排気口１５の圧力損失の差と、ＣＯ２と空気の比重差とにより排気口１５から外部にＣＯ２を放出させる設計が有効である。
【００６７】
内部空間８内には、ＣＯ２発生ユニット１２の側面を構成する内筒２６に固設された空気循環ファン２３が設置されている。空気循環ファン２３によって蚊侵入口１４から装置内部に向かう空気の流れが作り出され、蚊９が蚊侵入口１４から蚊捕集器１０１内部に誘導される。空気循環ファン２３は、蚊捕集器１０１の稼働に合わせて自動的に作動させてもよいし、任意にオン・オフ可能なようにしてもよい。ＣＯ２発生ユニット１２の内部下方には、平面視上の面積が小さくなるテーパー部２４が設けられ、開口面積が下方に行くにつれて小さくなるように構成され、その下面の開口部は、蚊捕集ユニット１１と連通している。
【００６８】
蚊捕集ユニット１１は、蚊９を最終的に捕獲する領域である。蚊捕集ユニット１１の側面には、内部の空気を外部に放出するための排気口１６が複数設けられている。蚊捕集ユニット１１の上面の入り口部３１には、ＣＯ２発生ユニット１２と隔離する開閉機構（不図示）が設けられており、捕集された蚊を除去するときには蚊捕集ユニット１１を閉鎖し、除去できるようになっている。
【００６９】
光源ユニット１３は、光触媒の活性光線を照射する役割を担う。また、光源３０の使用により発生する熱は、蚊を誘引する熱源としての役割も担っている。また、光源３０に紫外光を含む場合、蚊を誘引する効果も有している。蚊は、赤外のセンシング機能や紫外光に誘引される特性を有するので、熱や紫外光を併用してもよい。第３実施形態においては、活性光線として、光源３０の他に、太陽光ないし室内光を併用する構成を採用している。太陽光ないし室内光で充分に光触媒を励起できる場合には光源３０をオフし、太陽光ないし室内光が弱いまたは利用できない場合には光源３０をオンする。これにより、省エネを実現できる。なお、太陽光等により光量が充分な場合であっても、光源を熱源或いは紫外光による蚊の誘引のために利用してもよい。また、光源３０とは別の赤外光発生部を設けて熱を発生させてもよい。光源３０の出射光強度は、太陽光等の強度に応じて調整可能に構成してもよい。
光源３０のオン・オフの判定は、太陽光・室内光強度測定部１８の結果に基づいて行われる。光源ユニット１３内には、光源３０や太陽光・室内光強度測定部１８を作動させるための電気回路等が内蔵されている。なお、光強度測定に代えて、ＣＯ２濃度を検知して、光源３０の照射条件を決定してもよい。
【００７０】
自壊性ＣＯ２発生体１ｄは、支持体２上に形成された自壊性ＣＯ２発生層３のカートリッジが内筒２６の外側側面に着脱自在に取り付けられている。使用に必要な量のＣＯ２が放出されなくなった自壊性ＣＯ２発生体１ｄは、新品に交換できる構成となっている。
【００７１】
第３実施形態に係るＣＯ２発生システムによれば、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
なお、第３実施形態に係る蚊捕集器は例えば以下のような変形が可能である。例えば、第３実施形態の蚊捕集器１０２において、光源ユニット１３に光源を配置せず、内筒２６の内側側面に光源を配置してもよい。内側側面に光源を設置することにより、走光性の昆虫等の捕集を効果的に防止することができる。また、高効率に光触媒を活性化することができる。また、ＣＯ２発生ユニット１２の側面の太陽光の受光率を高めるために、下方に行くに従って面積が広くなるようなテーパー（傾斜）を設けてもよい。
【００７３】
また、図６の蚊捕集ユニット１１と光源ユニット１３を上下逆に設置することも可能である。また、光源は必ずしも一体的に蚊捕集器に備えられている必要は無く、必要時に別体の光源を取り付けてもよく、或いは取り付けずに照射するものでもよい。
【００７４】
［第４実施形態］
次に、自壊性ＣＯ２発生体またはＣＯ２発生システムを、植物生長促進用途に用いる例について説明する。図８に第４実施形態に係るＣＯ２発生システム１０３の一例を示す模式的側面図を、図９に図８のＩＸ−ＩＸ切断部断面図を示す。ＣＯ２発生システム１０３は、ボンベ状の円筒筐体７０から配管７１を介して所望の濃度のＣＯ２が、植物栽培容器７３に供給されるようになっている。植物栽培容器７３内には、ＣＯ２の濃度を測定する濃度センサ７４が設けられ、配管７１には調節弁７２が設けられ、濃度センサ７４の測定結果に基づいて植物栽培容器７３内のＣＯ２濃度が一定に保たれるようになっている。円筒筐体７０の側面の下方には、円筒筐体７０内で発生した高濃度ＣＯ２を含む空気をスムーズに植物栽培容器７３に送れるように吸気口７６が複数設けられている。
【００７５】
円筒筐体７０の内部中央には、円柱状の光源３０ｅが設けられ、底部近傍にはＣＯ２を植物栽培容器７３に送るファン２３ｅが設けられている。そして、光源３０ｅと所定の間隙を持って円筒のカートリッジ状の自壊性ＣＯ２発生体１ｅが配設されている。自壊性ＣＯ２発生体１ｅは、ＣＯ２発生システム１０３の外郭を構成する側壁面内部と所定の間隙を持って対向配置されている。光源３０ｅと自壊性ＣＯ２発生体１ｅにより囲まれた空間および自壊性ＣＯ２発生体１ｅと円筒筐体７０により囲まれた領域は、自壊性ＣＯ２発生体１ｅから発生した高濃度のＣＯ２を収容する滞留空間２１ｅとなっている。滞留空間２１ｅに充填されたＣＯ２は、ファン２３ｅによる流れおよび調節弁７２により、配管７１を介して箱型の植物栽培容器７３内に供給されるようになっている。
【００７６】
ＣＯ２発生システム１０３によれば、植物栽培容器７３に対して、外付け装置で容易にＣＯ２を供給することができる。また、自壊性ＣＯ２発生体１ｅは、円筒筐体７０に対して着脱自在に構成されており、寿命を全うした後は、新しいものに簡便に変更できる。第４実施形態によれば、ＣＯ２を簡便なシステムで高効率に供給することができる。また、所定濃度でＣＯ２を植物栽培容器７３に供給することが可能である。
【００７７】
＜変形例４＞
第４実施形態において、円柱状の光源３０ｅと自壊性ＣＯ２発生体１ｅに代えて、ＬＥＤシート等とシート状の自壊性ＣＯ２発生体とを積層させ、捲回させた構造を円筒筐体７０内に内蔵させてもよい。また、カートリッジ状の自壊性ＣＯ２発生体や、シート状の自壊性ＣＯ２発生体を、箱型の植物工場内の壁面等に直接設置してもよい。例えば、図１のような形態において、支持体２として粘着シートを用い、植物工場内の壁面に貼り付ける方法が例示できる。また、箱型の植物工場内の壁面の一面の全体または一部を支持体とし、この支持体上に本実施形態の自壊性ＣＯ２発生層を形成した自壊性ＣＯ２発生体を用いてもよい。また、自壊性ＣＯ２発生体を、植物の近接位置であって且つ活性光線が照射可能な位置に任意に設置してもよい。また、植物工場用途に限定されず、野菜や花等の植物栽培キット内に、小型の自壊性ＣＯ２発生体を設置してもよい。また、屋外の畑において使用することもできる。
【００７８】
本発明は、上記実施形態および変形例に限定されるものではなく、本実施形態の趣旨に合致する限り、他の実施形態も本実施形態の範疇に属し得ることは言うまでもない。また、上記実施形態および変形例は、互いに好適に組み合わせられる。
【００７９】
≪実施例≫
以下、本発明を実施例により更に詳しく説明する。但し、本発明は、以下の実施例により何ら限定されるものではない。
【００８０】
自壊性ＣＯ２発生層に対する光触媒の活性光線の照射領域の表面積は、以下の方法により求めた。即ち、オリンパス社製３Ｄ測定レーザ顕微鏡ＬＥＸＴ  ＯＬＳ４０００を用い、対物レンズ形式ＭＰＬＦＬＮ５Ｘ（倍率１０８倍、視野２５７４μｍｘ２５７７μｍ）で得られた像を、オリンパス社製３Ｄ測定レーザ顕微鏡ＬＥＸＴ  ＯＬＳ４０００の付属解析ソフトウェアにより計算した。
また、自壊性ＣＯ２発生層の厚さの平均はマイクロメーター（Mitsutoyo社製）により求めた。更に、表面平均粗さはレーザ顕微鏡（オリンパス社製）を用い、付属解析ソフトウェアで、JISB0601(1994)に則って算出した。
【００８１】
光触媒として、二酸化チタン（ＴｉＯ２）を用いた。図１０に、ＴｉＯ２およびＷＯ３において、紫外・可視光帯域の吸収スペクトルと光触媒反応に使用できるフォトン数をプロットした図を示す。反応に使用できるフォトン数は極大値を有している。例えば、０．８ｍＪ／ｃｍ２・ｓｅｃの活性光線を照射する場合、光のエネルギーは、短波長側にいくにつれて大きくなるため、フォトン数は短波長の活性光線の方が少なくなる。一方、光触媒はバンドギャップ以上のエネルギーの光を照射しなければ光触媒反応を起こすことができず、また、光触媒における光の吸収効率は光のエネルギーが高いため短波長側の光をよく吸収する。従って、フォトン数の波長依存性と、光触媒におけるフォトンの吸収の波長依存性から、活性光線として好適に使用できる波長の最適値が求められる。図１０に示すように、ＴｉＯ２の最適な活性光線の波長は３４０ｎｍ、ＷＯ３の最適な活性光線の波長は３８０ｎｍであり、更に、ＷＯ３は４６０ｎｍ付近まで可視光を吸収することがわかる。
【００８２】
そこで、ＴｉＯ２の活性光線として、３６０ｎｍを中心波長とし、３００〜４００ｎｍの帯域の光が照射できるブラックライト（東芝社製、２０Ｗ）を用いた。ブラックライトの強度はトプコン社製の紫外線照度計（本体：ＵＶＲ−２，プローブ：ＵＤ−３６）で計測した値で０．８ｍＪ／ｃｍ２・ｓｅｃとなるようにした。
【００８３】
（実施例１）
二酸化チタンとして、ルチルを含む二酸化チタン（Ｐ-２５、Degussa社製）粉末を用いた。まず、この二酸化チタンを水に溶かして充分に混練した。その後、乳酸溶液を加え、更に混練した。次いで、ポリビニルアルコールを含む水溶液を加え、均質なペースト状になるまで充分に混練した。組成物中の各物質の配合割合は、二酸化チタン９.９ｗｔ％、乳酸２２.０ｗｔ％、ＰＶＡ３.１ｗｔ％、水６５.０ｗｔ％とした。このペースト状の混練物を支持体（ガラス板）に塗布し、常温で自然乾燥を１週間行うことにより自壊性ＣＯ２発生体を得た。乾燥後の自壊性ＣＯ２発生層中の担持触媒の量は、０．０３４１４ｇ／ｃｍ２であり、自壊性ＣＯ２発生層の厚さの平均は２００μｍであった。
【００８４】
自然乾燥後、活性光線照射前の自壊性ＣＯ２発生層の表面の写真を図１１に示す。実施例１に係る自壊性ＣＯ２発生層の表面には、同図に示すように、空孔および微細溝（以下、空孔等ともいう）が形成されている。その大きさは、幅１０〜６０μｍ、長さ１０〜３００μｍ、深さ５０μｍ程度であり、自壊性ＣＯ２発生層のサイズ６．６ｍｍ２中に、大小の空孔等が１００以上存在していた。この多数の空孔等と、自壊性ＣＯ２発生層の表面の凹凸（表面平均粗さは約５０μｍ）により、自壊性ＣＯ２発生層の表面積（活性光線の照射領域の表面積）が投影面積の２．５倍となっていることを確認した。
【００８５】
（実施例２）
組成物中の各物質の配合割合を、二酸化チタン１２.７ｗｔ％、乳酸２４.６ｗｔ％、ＰＶＡ１.７ｗｔ％、水６１.０ｗｔ％に変更した以外は、実施例１と同様の方法により自壊性ＣＯ２発生層を得た。実施例２の自壊性ＣＯ２発生層の乾燥後の担持触媒の量は、０．０２６３８ｇ／ｃｍ２であり、自壊性ＣＯ２発生層の厚さの平均は２００μｍであった。
【００８６】
実施例２に係る自壊性ＣＯ２発生層の表面には、実施例１と同様に、細かい空孔等が形成されており、自壊性ＣＯ２発生層の表面積（活性光線の照射領域の表面積）は投影面積の４．１倍であった。
【００８７】
（参考例１）
配合量を二酸化チタン８.０ｗｔ％、乳酸１７.６ｗｔ％、ＰＶＡ５.０ｗｔ％、水６９.４ｗｔ％に変更した以外は実施例１と同様の方法により自壊性ＣＯ２発生体を得た。乾燥後の自壊性ＣＯ２発生層中の担持触媒の量は、０．０１１４１ｇ／ｃｍ２であり、自壊性ＣＯ２発生層の厚さの平均は２００μｍであった。
【００８８】
参考例１に係る自壊性ＣＯ２発生層の表面には、実施例１と同様に、空孔等が形成されており、自壊性ＣＯ２発生層の表面積（活性光線の照射領域の表面積）は投影面積の１．４倍であった。
【００８９】
（実施例３）
二酸化チタン１２.８ｗｔ％、乳酸２４.８ｗｔ％、ＰＶＡ１.６ｗｔ％、水６０.８ｗｔ％に変更した以外は実施例１と同様の方法により自壊性ＣＯ２発生体を得た。乾燥後の自壊性ＣＯ２発生層中の担持触媒の量は、０．０４１２４ｇ／ｃｍ２であり、自壊性ＣＯ２発生層の厚さの平均は２００μｍであった。
【００９０】
実施例３に係る自壊性ＣＯ２発生層の表面には、実施例１と同様に、空孔等が形成されており、自壊性ＣＯ２発生層の表面積（活性光線の照射領域の表面積）は投影面積の５．３倍であった。
【００９１】
上記実施例１〜３および参考例１の自壊性ＣＯ２発生体をそれぞれ、容積０.５Lのガラス製の容器にガラス板側が下側になるように設置し、密閉空間とした装置において、活性光線に対する経時的なＣＯ２濃度を追跡した。光照射前の密閉空間には相対湿度５０％の合成空気を満たした。照射光源として、東芝社製の２０Ｊ／秒のブラックライトを用いた。光の照度は、トプコン社製の紫外線照度計（ＵＶＲ−２，ＵＤ−３６）を用いて、０．８ｍＪ／ｃｍ２・ｓｅｃの紫外光を照射した。ＣＯ２発生速度は、ＩＮＮＯＶＡ社製のマルチガスモニタを用いて測定した。
【００９２】
（比較例１）
混練物として、セルロースに二酸化チタンを混練させた２〜３ｍｍ径のビーズを特許第５７７９２８８号に準じた方法で作製した。二酸化チタンの含有量は、セルロース１００質量部に対して、８５〜１２０質量部とした。測定方法は実施例１と同様とした。
【００９３】
（比較例２）
エチルセルロースに光触媒を添加し、溶媒としてαテルピネオールを用いてペーストを形成した。これをガラス基材上にスクリーン印刷により所望の回数、塗工した。次いで、５００℃で１時間焼成することにより、光触媒を含む多孔性薄膜を作製した。光触媒粒子には、二酸化チタン（Ｐ−２５、Ｄｅｇｕｓｓａ社製）を用いた。焼成により、厚み約２０μｍの多孔性薄膜を得た。
液体として、水５３質量部、エチルアルコール３４質量部、グリセリン１３質量部を用い、これを多孔性薄膜の担持体表面積１００ｃｍ２当たり０．４ｃｃ散布した。測定方法は実施例１と同様とした。
【００９４】
実施例１，２および比較例１，２のサンプルについて、単位面積および単位時間あたりのＣＯ２発生速度（ｎＬ／（ｃｍ２・ｓ））の経時変化をプロットした結果を図１２に示す。図１２に示すように、比較例１においては、ＣＯ２発生量自体が少なく、またバインダの分解にともなってＣＯ２発生量が漸減している。一方、比較例２においては、散布された有機物質が分解し終わる２０時間を過ぎるとＣＯ２発生速度が急激に減少する。このため、一定時間ごとに有機液体を供給する必要があり、液体供給装置等や有機液体タンクの装備が必要となる。また、光触媒が有機液体によって完全におおわれるいわゆるフラッディング状態にならないように、途中の散布量に注意する必要がある。一方、本実施例１，２においては、７０時間以上連続してＣＯ２の発生速度がほぼ一定の値を維持していることを確認した。
【００９５】
投影面積が２００ｃｍ２の実施例２の自壊性ＣＯ２発生層を、内部空間の容積が４５０ｃｍ３の図４、５の蚊捕集器１０１に適用した場合、内部空間のＣＯ２濃度は大気中のＣＯ２濃度よりも、５分後に６００ｐｐｍ高くなり、９５分で１０，０００ｐｐｍ高くなることを確認した。
【００９６】
図１３は、実施例１〜３および参考例１に係る自壊性ＣＯ２発生体に対して活性光線を３時間照射したときのＣＯ２発生速度を、自壊性ＣＯ２発生層の表面積／投影面積に対してプロットしたグラフである。同図に示すように、自壊性ＣＯ２発生体の表面積／投影面積の値が大きくなるにつれて、ＣＯ２発生量が多くなることを確認した。
【００９７】
図１４は、実施例１、２および参考例１に係る自壊性ＣＯ２発生体に対して活性光線の照射時間を変更したときのＣＯ２発生速度を、自壊性ＣＯ２発生層の表面積／投影面積に対してプロットしたグラフである。同図に示すように、活性光線を１２時間、２４時間照射した後においても、自壊性ＣＯ２発生体の表面積／投影面積の値が大きくなるにつれて、ＣＯ２発生量が多くなること、および図１３で示した３時間照射した場合と同等のＣＯ２発生量が得られることを確認した。また、自壊性ＣＯ２発生体の表面積／投影面積が１４０％〜２５０％の領域において、表面積／投影面積に対するＣＯ２発生速度の傾き係数が大きいことを確認した。
【符号の説明】
【００９８】
１、１ａ〜１ｅ：自壊性ＣＯ２発生体
２：支持体
３：自壊性ＣＯ２発生層
４：容器本体
５：粘着部材
６：透光部材
７：蚊誘引口
８：内部空間
９：蚊
１１：蚊捕集ユニット
１２：ＣＯ２発生ユニット
１３：光源ユニット
１４：蚊侵入口
１５、１６：排気口
１８：太陽光・室内光強度測定部
２１：滞留空間
２３：空気循環ファン
２４：テーパー部
２５：低通気性網
２６：内筒
２７：外筒
２８：微細孔
３０：光源
３１：入り口部
５１：光触媒
５２：有機物バインダ
５３：低分子有機化合物
７０：円筒筐体
７１：配管
７２：調節弁
７３：植物栽培容器
７４：濃度センサ
７５：排出口
７６：吸気口
１０１，１０２：蚊捕集器
１０３：ＣＯ２発生システム
【図１】
2020185557.tif 000003
【図２】
2020185557.tif 000004
【図３】
2020185557.tif 000005
【図４】
2020185557.tif 000006
【図５】
2020185557.tif 000007
【図６】
2020185557.tif 000008
【図７】
2020185557.tif 000009
【図８】
2020185557.tif 000010
【図９】
2020185557.tif 000011
【図１０】
2020185557.tif 000012
【図１１】
2020185557.tif 000013
【図１２】
2020185557.tif 000014
【図１３】
2020185557.tif 000015
【図１４】
2020185557.tif 000016