(57)【要約】      （修正有）【課題】充填容器を用いることなく多孔質ビーズを面状に支持することができ、そのビーズの隙間を流れる被処理流体も確実に光触媒に接触させて脱臭浄化処理できるようにする技術の提供。【解決手段】表面に光触媒となる酸化チタンをコーティングした多数の多孔質ビーズ（２）をマトリクス状に配列させてなる光触媒シート（１）は、表裏を貫通する多数の微細流路を形成したチタンメッシュシート（４）の表裏両面に陽極酸化被膜５が形成されると共に、その上から光触媒となる酸化チタン６がコーティングされ、当該チタンメッシュシート（４）を所定のピッチで切曲加工したビーズ支持部（７）がマトリクス状に形成され、当該支持部（７）に多孔質ビーズ（２）が個別に支持されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に光触媒となる酸化チタンをコーティングした多数の多孔質ビーズをマトリクス状に配列させてなる光触媒シートであって、
表裏を貫通する多数の微細流路を形成したチタンメッシュシートの表裏両面に陽極酸化被膜が形成されると共に、その上から光触媒となる酸化チタンがコーティングされ、
当該チタンメッシュシートを所定のピッチで切曲加工したビーズ支持部がマトリクス状に形成され、当該支持部に前記多孔質ビーズが個別に支持されたことを特徴とする光触媒シート。
【請求項２】
前記ビーズ支持部は、前記チタンメッシュシートに形成された放射状の切込みにより複数の折曲片が形成され、当該折曲片を表と裏に折り曲げてビーズ装着孔が形成されると共に、その折曲片により個々のビーズを表裏両側から押さえるビーズ押さえが形成されて成る請求項１記載の光触媒シート。
【請求項３】
表面に光触媒となる酸化チタンをコーティングした多数の多孔質ビーズをマトリクス状に配列させてなる光触媒シートであって、
表裏を貫通する多数の微細流路を形成したチタンメッシュシートの表裏両面に陽極酸化被膜が形成されると共に、その上から光触媒となる酸化チタンがコーティングされ、
前記多孔質ビーズが脱落しない大きさの網目を有するワイヤ製サポートメッシュが、前記多孔質ビーズの高さに応じたギャップで前記チタンメッシュシートに設けられ、その隙間に前記多孔質ビーズが配列されたことを特徴とする光触媒シート。
【請求項４】
前記チタンメッシュシートが前記多孔質ビーズの直径に応じた所定ピッチで波型に折り曲げられて形成され、前記サポートメッシュで覆われる波型チタンメッシュシートの凹溝内に多孔質ビーズが配列されてなる請求項３記載の光触媒シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線環境下で空気や水などの流体中に含まれる汚染物質を分解する光触媒シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
アナターゼ型の酸化チタンは光触媒として知られており、その触媒担体としてホウケイ酸ガラスなどから成る多孔質ビーズが知られている（特許文献１参照）。
この多孔質ビーズにアナターゼ型酸化チタンなどの光触媒を担持させ、処理しようとする空気や水の流路の一部を透明に形成して、その透明部分に多孔質ビーズを充填し、外側から紫外線を照射すれば、その多孔質ビーズに担持された光触媒が活性化されるので、透明流路内を流れる空気や水を浄化処理することができる。
【０００３】
ところで、最近では、冷蔵庫やエアコンのような家電製品内を流れる空気等を脱臭浄化処理するため、高性能の空気清浄器を内蔵した商品について需要者の関心が高く、メーカ側もそのような製品の開発にしのぎを削っており、前述した光触媒を担持させた多孔質ビーズも脱臭浄化処理効率が高いところから実用化の期待が大きい。
【０００４】
しかしながら、多孔質ビーズは個々の単体としてではなく集合体として使用されることから流動可能であり、充填容器次第でどのような形状もとり得るというメリットがあるものの、充填容器がなければ集合体としての形状を維持することができないため必ず透明容器が必要になるというデメリットがあった。
しかしながら、家電製品によっては僅かな隙間を通って空気を流通させているためにスペース的にそのような透明容器を設けることができなかったり、スペース的には可能でも機種ごとに異なる透明容器を個別に設計しなければならないことからコストが嵩むという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１９９９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、充填容器を用いることなく多孔質ビーズを面状に支持することができ、その多孔質ビーズの隙間を流れる被処理流体も確実に光触媒に接触させて脱臭浄化処理できるようにすることを技術的課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を解決するために、本発明は、表面に光触媒となる酸化チタンをコーティングした多数の多孔質ビーズをマトリクス状に配列させてなる光触媒シートであって、表裏を貫通する多数の微細流路を形成したチタンメッシュシートの表裏両面に陽極酸化被膜が形成されると共に、その上から光触媒となる酸化チタンがコーティングされ、当該チタンメッシュシートを所定のピッチで切曲加工したビーズ支持部がマトリクス状に形成され、当該支持部に前記多孔質ビーズが個別に支持されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、表裏を貫通する多数の微細流路が形成されたチタンメッシュシートが所定のピッチで切曲加工されて多孔質ビーズ支持部がマトリクス状に形成され、その支持部に酸化チタンをコーティングした多孔質ビーズが個別に支持されて光触媒シートが形成されているので、多孔質ビーズ間の隙間がチタンメッシュシートで覆われた構造となる。
【０００９】
この光触媒シートの正面側から背面側に被処理流体となる空気を流すと、空気の一部は、正面側から多孔質ビーズに衝突した後、チタンメッシュシートの微細流路を通って背面側に抜け、残部は、多孔質ビーズに衝突せずに、直接、チタンメッシュシートの微細流路を通って背面側に抜ける。
【００１０】
このとき、多孔質ビーズ及びチタンメッシュシートの双方の表面に光触媒となる酸化チタンがコーティングされているので、光触媒シートを通過するほとんどすべての空気は光触媒に接触されることとなり、紫外線照射下で被処理流体を流通させれば、高効率で脱臭浄化処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る光触媒シートの一例を示す説明図。
【図２】光触媒シートの加工手順を示す説明図。
【図３】光触媒シートの空気の流れを示す説明図。
【図４】他の実施例を示す斜視図。
【図５】図４の光触媒シートの分解図。
【図６】図４の光触媒シートの空気の流れを示す説明図。
【図７】さらに他の実施例を示す説明図。
【図８】図７の光触媒シートの分解図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、充填容器を用いることなく多孔質ビーズを面状に支持することができ、その多孔質ビーズの隙間を流れる被処理流体も確実に光触媒に接触させて高効率で脱臭浄化処理するという目的を達成するため、表裏を貫通する多数の微細流路を形成したチタンメッシュシートの表裏両面に陽極酸化被膜を形成すると共に、その上から光触媒となる酸化チタンをコーティングし、当該チタンメッシュシートを所定のピッチで切曲加工することによりビーズ支持部をマトリクス状に形成し、表面に光触媒となる酸化チタンをコーティングした多孔質ビーズを前記支持部に個別に支持させた。
【００１３】
ビーズ支持部としては、例えば、チタンメッシュシートに形成された放射状の切込みにより複数の折曲片が形成され、その折曲片を表と裏に折り曲げてビーズ装着孔が形成されると共に、その折曲片により個々のビーズを表裏両側から押さえるビーズ押さえが形成されている。
【００１４】
また、表裏を貫通する多数の微細流路を形成したチタンメッシュシートに、多孔質ビーズが脱落しない大きさの網目を有するワイヤ製サポートメッシュを多孔質ビーズの高さに応じたギャップで設け、その隙間に多孔質ビーズをマトリクス状に配列してもよい。
【００１５】
さらに、チタンメッシュシートを多孔質ビーズの直径に応じた所定ピッチで波型に折り曲げて形成し、サポートメッシュで覆われる波型チタンメッシュシートの凹溝内に多孔質ビーズを配列してもよい。
【実施例１】
【００１６】
本実施例の光触媒シート１は、図１に示すように、表面に光触媒となる酸化チタンをコーティングした多数の多孔質ビーズ２が、表裏を貫通する多数の微細流路３を形成したチタンメッシュシート４上に配列固定されて成る。
【００１７】
多孔質ビーズ２は、例えば、ホウケイ酸ガラスの微粒子をプレス成型して直径４ｍｍ程度のペレットとし、これを所定の温度で焼結することにより、個々の孔径が４０〜１００μｍの連結多孔質に形成されている。
この多孔質ビーズ２をアナターゼ型酸化チタンの溶液中に浸漬した後、洗浄し、焼結乾燥させることにより、その表面に酸化チタンがコーティングされる。
なお、本例の多孔質ビーズ２は、市販のホウケイ酸多孔質ガラスビーズを用いており、その形状は完全な球形ではなく、半球２ａの底面に半径及び高さが等しい短円柱２ｂを一体化させたビュレット（弾丸）形をしている。
【００１８】
チタンメッシュシート４は、図１拡大図に示すように、厚さ０.１〜０.３ｍｍ程度のチタンホイルの片面又は両面から非周期的パターンによるエッチング処理を施して表裏を貫通する多数の微細流路３を形成して、その表裏両面に陽極酸化被膜５が形成されると共に、その上から光触媒となるアナターゼ型酸化チタン６がコーティングされている。
【００１９】
このチタンメッシュシート４には、所定のピッチで切曲加工されたビーズ支持部７がマトリクス状に形成され、当該支持部７に多孔質ビーズ２が個別に支持されるようになっている。個々の支持部７は、多孔質ビーズ２を支持し得る構成であれば任意であるが、以下に加工例を示す。
【００２０】
例えば、直径４ｍｍの多孔質ビーズ２を支持するビーズ支持部７は、図２（ａ）に示すように、長さ約６ｍｍの３本の切込み８ａ〜８ｃを中心角１２０°で形成し、一つおきに三個一組の起立片Ａ１〜Ａ３と、前記起立片Ａ１〜Ａ３の間の三個一組の起立片Ｂ１〜Ｂ３の合計六つの起立片を形成する。
次いで、図２（ｂ）に示すように、一方の起立片Ａ１〜Ａ３を下方に４５°の角度で折り曲げ、他方の起立片Ｂ１〜Ｂ３を上方に９０°の角度で折り起こせば、多孔質ビーズ２の装着孔９が形成される。
【００２１】
次いで、図２（ｃ）に示すように、上方から、多孔質ビーズ２をその半球２ａ側を下向きにして装着孔９内に入れていくと、鎖線図示のように、多孔質ビーズ２の下端側球面部が起立片Ａ１〜Ａ３で保持されて仮止めされる。
この状態で、図２（ｄ）に示すように、多孔質ビーズ２を挟むように上下両側からプレス金型１０Ａ、１０Ｂを用いて各起立片Ａ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ３をプレス成形すれば、これらが多孔質ビーズ２を表裏両側から押さえるビーズ押さえとして機能する。
【００２２】
これによりビーズ支持部７が形成され、図２（ｅ）に示すように、下方に折り曲げられた起立片Ａ１〜Ａ３が多孔質ビーズ２の下端側球面部に沿うように湾曲された状態に形成されるので、多孔質ビーズ２が下方に脱落するのが確実に防止される。
また、上方に折り曲げられた起立片Ｂ１〜Ｂ３は、その先端が、多孔質ビーズ２の短円柱２ｂの上端面周囲三方向から当該上端面に引っ掛かるように折り曲げられるので、多孔質ビーズ２がチタンメッシュシート４の上方へ脱落することもない。
すなわち、多孔質ビーズ２は、起立片Ａ１〜Ａ３と起立片Ｂ１〜Ｂ３により形成されたスペース内に確実に保持されることになる。
【００２３】
このとき、各起立片Ａ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ３は多孔質ビーズ２の周面を押させており、下端側及び上端側の双方が露出されているため、光触媒シート１の表又は裏のいずれから紫外線照射してもこれに担持された光触媒を十分に活性化させることができる。
また、多孔質ビーズ２の隙間に位置するチタンメッシュシート４も、その表裏両面が露出されているので、光触媒シート１の表又は裏のいずれから紫外線照射しても、これに担持された光触媒を十分に活性化させることができる。
【００２４】
この光触媒シート１を、図３に示すように、被処理流体となる空気の流路を横切るように設置し、例えば、上流側から紫外線照射すると、多孔質ビーズ２に衝突する空気流Ｆ１は、多孔質ビーズ２の表面にコーティングされた光触媒に接触した後、多孔質ビーズ２の球面２ａに沿って方向を変え、多孔質ビーズ２間の隙間を通り、チタンメッシュシート４の微細流路を通過して背面側に流通する。
したがって、例えば、上流側から紫外線照射することにより、多孔質ビーズ２の表面にコーティングされた光触媒で脱臭浄化処理されるだけでなく、チタンメッシュシート４の表面にコーティングされた光触媒でも二重に脱臭浄化処理されることとなり、処理効率が向上する。
【００２５】
また、多孔質ビーズ２の隙間を通過する空気流Ｆ２は、チタンメッシュシート４の微細流路を通過して背面側に流通するので、多孔質ビーズ２の表面にコーティングされた光触媒で脱臭浄化処理されなかったとしても、チタンメッシュシート４の表面にコーティングされた光触媒で脱臭浄化処理されるので、光触媒に接触されずに未処理のまま通過する流量が格段に減り、処理効率が向上する。
【００２６】
さらに、この光触媒シート１によれば、チタンメッシュシート４の部分を切断することにより任意の形状にすることができ、また、チタンメッシュシート４を折り曲げたり湾曲させたり筒状に形成することもできるので、透明充填容器を製造することなく、多孔質ビーズ２を任意の面形状に配列することができる。
【００２７】
なお、多孔質ビーズ２としてビュレット型に形成されたものを用いた場合について説明したが、本発明はこの形状に限らず、球形、短円柱形など、任意の形状の多孔質ビーズを使用することができる。
また、チタンメッシュシート４も、上記の製造方法により製造されたものに限らず、チタンワイヤで形成された目の細かいチタンメッシュシートや、無数の微細孔を穿設したチタン製パンチングメタルシートであってもよい。
【実施例２】
【００２８】
図４及び図５は本発明の第二実施例を示す説明図である。なお、図１と共通する部分については同一符号を付して詳細説明を省略する。
本実施例の光触媒シート１１は、表面に光触媒となる酸化チタンをコーティングした多数の多孔質ビーズ２が、表裏を貫通する多数の微細流路３を形成したチタンメッシュシート４とワイヤ製サポートメッシュ１２の間に配列固定されて成る。
【００２９】
多孔質ビーズ２は、実施例１と同様、ホウケイ酸ガラスの微粒子をプレス成型して直径４ｍｍ程度の球形ペレットとし、これを所定の温度で焼結することにより、個々の孔径が４０〜１００μｍの連結多孔質に形成され、その表面には、光触媒となるアナターゼ型酸化チタンがコーティングされている。
【００３０】
本例では、実施例１と同じチタンメッシュシート４を用い、多孔質ビーズ２が脱落しない大きさの網目を有するワイヤ製サポートメッシュ１２が、多孔質ビーズ２の高さに応じたギャップを維持するようにワイヤロッド１３を介してチタンメッシュシート４に溶接されると共に、その周囲が折曲加工あるいは溶接などにより袋状に閉じられており、そのチタンメッシュシート４とサポートメッシュ１２の間に、多孔質ビーズ２がマトリクス状に配列されている。
【００３１】
なお、サポートメッシュ１２としては、使用環境に耐えるものであれば任意材質のものを用いることができるが、耐薬品性、紫外線に対する耐光性などを考慮すると、ステンレスワイヤやチタンワイヤ製のメッシュが好ましい。
特に、チタンワイヤ製のメッシュを用い、その表面に陽極酸化被膜を形成してさらに光触媒を担持させれば、このサポートメッシュ１２も光触媒機能を有する。
【００３２】
この光触媒シート１１に対し、サポートメッシュ１２側から紫外線照射すると、サポートメッシュ１２の網目を通り多孔質ビーズ２に紫外線が照射される。
このとき、サポートメッシュ１２のワイヤにより影が形成されるが、ワイヤの面積は極めて狭いので、その影による影響はほとんどなく、多孔質ビーズ２に担持された光触媒を確実に活性化できる。
【００３３】
また、多孔質ビーズ２の背面側に位置するチタンメッシュシート４に対して、サポートメッシュ１２側から照射された紫外線は、多孔質ビーズ２間の隙間を通って直接照射され、あるいは、多孔質ビーズ２の周面で乱反射されてその反射光が照射されるので、チタンメッシュシート４に担持された光触媒も確実に活性化できる。
【００３４】
そして、図６に示すように、光触媒シート１１を被処理流体となる空気の流路を横切るように設置すると、空気はサポートメッシュ１２の網目を通り、一部の空気流Ｆ１は多孔質ビーズ２に衝突し、その表面にコーティングされた光触媒に接触した後、多孔質ビーズ２の球面２ａに沿って方向を変え、多孔質ビーズ２間の隙間を通り、チタンメッシュシート４の微細流路を通過して背面側に流通する。
したがって、例えば、上流側から紫外線照射することにより、多孔質ビーズ２の表面にコーティングされた光触媒で脱臭浄化処理されるだけでなく、チタンメッシュシート４の表面にコーティングされた光触媒でも二重に脱臭浄化処理されることとなり、処理効率が向上する。
【００３５】
また、多孔質ビーズ２の隙間を通過する空気流Ｆ２は、チタンメッシュシート４の微細流路を通過して背面側に流通するので、多孔質ビーズ２の表面にコーティングされた光触媒で脱臭浄化処理されなかったとしても、チタンメッシュシート４の表面にコーティングされた光触媒で脱臭浄化処理されるので、光触媒に接触されずに未処理のまま通過する流量が格段に減り、処理効率が向上する。
【００３６】
さらに、この光触媒シート１１によれば、チタンメッシュシート４を折り曲げたり湾曲させたり筒状に形成することもできるので、透明充填容器を製造することなく、多孔質ビーズ２を任意の面形状に配列することができる。
【実施例３】
【００３７】
図７及び図８は本発明の第三実施例を示す説明図であり、図４と共通する部分については同一符号を付して詳細説明を省略する。
本例の光触媒シート２１は、チタンメッシュシート４が多孔質ビーズの直径に応じた所定ピッチで波型に折り曲げられて形成され、これの波型チタンメッシュシート４の片面側に、平らなワイヤ製サポートメッシュ１２が溶接などにより一体的に設けられている。
【００３８】
チタンメッシュシート４が波型に形成されているので、その片面にサポートメッシュ１２を取り付けることにより、チタンメッシュシート４の波型により形成される凹溝２２がサポートメッシュ１２で覆われ、その間に多孔質ビーズ２を一列に収納するスペースを確保することができる。
したがって、凹溝２２片端を閉じた状態で多孔質ビーズ２を入れ、凹溝２２の他端を閉じれば、光触媒シート２１が完成する。
【００３９】
この光触媒シート２１に対し紫外線照射すれば、実施例２と同様、多孔質ビーズ２とチタンメッシュシート４に担持された光触媒を確実に活性化することができ、これを処理しようとする空気の流を横切るように配することにより、一部の空気は多孔質ビーズ２とチタンメッシュシート４の双方に担持された光触媒で二重に脱臭浄化処理され、多孔質ビーズに衝突しなかった空気もチタンメッシュシート４に担持された光触媒で脱臭浄化処理されるので、処理効率が向上する。
【００４０】
さらに、この光触媒シート２１によれば、チタンメッシュシート４が波型に形成されているので、容易に波型の軸線を撓ませる方向に変形させることができ、当該光触媒シートを折り曲げたり湾曲させたり筒状に形成することにより、透明充填容器を製造することなく、多孔質ビーズ２を任意の面形状に配列することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、光触媒を担持させた多孔質ビーズをマトリクス状に配列させた光触媒シートの用途に適用し得る。
【符号の説明】
【００４２】
１  光触媒シート
２  多孔質ビーズ
３  微細流路
４  チタンメッシュシート
５  陽極酸化被膜
６  酸化チタン
７  ビーズ支持部
Ａ１〜Ａ３  起立片
Ｂ１〜Ｂ３  起立片
９  装着孔
１１  光触媒シート
１２  サポートメッシュ
２１  光触媒シート
２２  凹溝
【図１】
2015047560.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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