(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連通する空孔と、前記空孔を形成する三次元網目状骨格とを有する樹脂多孔質基材；及び、
前記樹脂多孔質基材の前記三次元網目状骨格の表面に担持された光触媒層を含み、
前記樹脂多孔質基材を構成する樹脂が、熱硬化性樹脂を含み、
前記光触媒層全体に占める光触媒、または光触媒と助触媒の割合が８０質量％以上である光触媒エレメント。
【請求項２】
前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂を含むことを特徴とする請求項１に記載の光触媒エレメント。
【請求項３】
前記光触媒が、可視光応答性を示すことを特徴とする請求項１又は２に記載の光触媒エレメント。
【請求項４】
前記光触媒が酸化チタン（ＩＶ）または酸化スズ（ＩＶ）を含み、かつ、前記助触媒が酸化銅（Ｉ）及び／又は酸化銅（ＩＩ）を含んでおり、前記助触媒は前記光触媒に担持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光触媒エレメント。
【請求項５】
前記光触媒が酸化タングステン（ＶＩ）を含み、かつ、前記助触媒が酸化セリウム（ＩＶ）を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光触媒エレメント。
【請求項６】
シート状の形状を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光触媒エレメント。
【請求項７】
請求項１に記載の光触媒エレメントを製造する方法であって、
第１の有機溶媒にポリマーを溶解して、ポリマー濃度が５重量％〜４０重量％の間であるポリマー前駆体溶液を作製する工程と、
第２の有機溶媒に光触媒材料を分散させて、光触媒材料懸濁液を作製する工程と
ポリマー溶液を、光触媒懸濁液と混合して、光触媒ポリマー懸濁液を作製する工程と、
第３の溶媒に前記光触媒ポリマー懸濁液より形成したフィルムを浸して光触媒エレメントを作製する工程であって、前記ポリマーが、１０℃〜６０℃の間の温度で前記第３の溶媒に実質的に不溶性である工程とを含む、方法。
【請求項８】
前記ポリマーが、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリスルホンおよびポリプロピレンから選択される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の有機溶媒が、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）およびクロロホルムからなる群から選択される、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の有機溶媒が、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）およびクロロホルムからなる群から選択される、請求項７から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１および第２の有機溶媒が同一である、請求項７から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
基板表面上に前記光触媒ポリマー懸濁液を塗布する工程をさらに含む、請求項７から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記光触媒懸濁液を濾過する工程をさらに含む、請求項７から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記第３の溶媒が水である、請求項７から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記光触媒エレメントが多孔性光触媒フィルムである、請求項７から１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間に浮遊している菌の吸着性を有し、実用面において特に優れた抗菌性を有する光触媒エレメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、抗菌、消臭・脱臭、防汚などを目的として、光触媒が利用されている。
【０００３】
例えば、可視光によって活性化される光触媒は、自己清浄、空気および水の浄化ならびに通常、何らかの配置後非再生可能エネルギーコストを伴わない多数のその他の興味深い適用のために配置することができる。これは、光触媒が、太陽放射または室内および屋外照明のような周囲で利用可能な光を使用して汚染物質（色素、揮発性有機化合物およびＮＯｘのような）を分解できるからである。ＵＶを含まない室内照明（ＬＥＤおよびＯＬＥＤのような）の予測される急速な採用に伴い、室内適用において、例えば、家庭内空間、公共空間および商業空間における、特に、航空機、公共建物などのような密閉領域における室内の空気の清浄において、可視光によって活性化される光触媒を配置する方法を見出すことは必要不可欠である。さらに、抗菌表面および自己清浄材料のためのさらなる適用は、飲食物提供サービス、輸送、ヘルスケアおよびホスピタリティ部門において広い適用性を有し得る。
【０００４】
例えば、特許文献１には、表面に二酸化チタンが表出したシート本体と、該シート本体の裏面に積層された粘着層と、を具備することを特徴とする抗菌脱臭シートが開示されている。また、特許文献１によれば、当該抗菌脱臭シートに紫外線を照射することにより、当該抗菌脱臭シートが貼付された所の空気が浄化され、付近の微生物の活動が抑制されると開示されている。なお、当該抗菌脱臭シートにおけるシート本体の基材シートとしては、シリコーン樹脂あるいはフッ素樹脂で形成された基材シートが用いられている。
【０００５】
さらに、酸化チタンなどの光触媒を固定するために種々の方法が提案されている。例えば、特許文献２から６を参照。したがって、基板表面への酸化チタンなどの光触媒の固定が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−３８１９１号公報
【特許文献２】米国特許第５８９７９５８号明細書
【特許文献３】米国特許第６２２８４８０号明細書
【特許文献４】米国特許第６４０７０３３号明細書
【特許文献５】米国特許第７５１０５９５号明細書
【特許文献６】米国再発行特許発明第ＲＥ３８８５０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、本発明者らが鋭意研究を進めたところ、特許文献１に記載のような抗菌シートは、空間に浮遊している菌（以下、浮遊菌ともいう）の吸着性を有しておらず、実用面において、必ずしも十分な抗菌性を有するものでないことが判明した。したがって、本発明は、浮遊菌の吸着性を有し、実用面において特に優れた抗菌性を有する光触媒エレメント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】
【０００８】
本発明者らは、前記課題を鑑みてさらに鋭意研究を行った結果、基材として、連通する空孔と、前記空孔を形成する三次元網目状骨格とを有する樹脂多孔質基材（モノリス構造を有する樹脂多孔質基材）を用いた光触媒エレメントにより前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、以下の（１）〜（２０）に関する。
（１）連通する空孔と、前記空孔を形成する三次元網目状骨格とを有する樹脂多孔質基材；及び、
前記樹脂多孔質基材の前記三次元網目状骨格の表面に担持され、及び／又は、前記樹脂多孔質基材の前記三次元網目状骨格に含有されている光触媒を含む光触媒エレメント。
（２）前記樹脂多孔質基材を構成する樹脂が、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、紫外線硬化型樹脂及び電子線硬化型樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする前記（１）に記載の光触媒エレメント。
（３）前記樹脂多孔質基材を構成する樹脂が、エポキシ樹脂を含むことを特徴とする前記（２）に記載の光触媒エレメント。
（４）前記光触媒が、可視光応答性を示すことを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の光触媒エレメント。
（５）さらに助触媒が、前記樹脂多孔質基材の前記三次元網目状骨格の表面に担持され、及び／又は、前記樹脂多孔質基材の前記三次元網目状骨格に含有されていることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の光触媒エレメント。
（６）前記樹脂多孔質基材の前記三次元網目状骨格の表面に、前記光触媒を含有する光触媒層、又は、前記光触媒及び前記助触媒を含有する光触媒層が形成されていることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれか一つに記載の光触媒エレメント。
（７）前記光触媒が酸化チタン（ＩＶ）または酸化スズ（ＩＶ）を含み、かつ、前記助触媒が酸化銅（Ｉ）及び／又は酸化銅（ＩＩ）を含んでおり、前記助触媒は前記光触媒に担持されていることを特徴とする前記（５）又は（６）に記載の光触媒エレメント。
（８）前記光触媒が酸化タングステン（ＶＩ）を含み、かつ、前記助触媒が酸化セリウム（ＩＶ）を含むことを特徴とする前記（５）又は（６）に記載の光触媒エレメント。
（９）前記光触媒、又は、前記光触媒及び前記助触媒を、エアロゾルデポジション法により、前記樹脂多孔質基材の前記三次元網目状骨格表面に担持させたことを特徴とする前記（１）〜（８）のいずれか一つに記載の光触媒エレメント。
（１０）シート状の形状を有することを特徴とする前記（１）〜（９）のいずれか一つに記載の光触媒エレメント。
（１１）前記（１）、（２）、（４）、（５）、（７）、（８）または（１０）に記載の光触媒エレメントを製造する方法であって、
第１の有機溶媒にポリマーを溶解して、ポリマー濃度が５重量％〜約４０重量％の間であるポリマー前駆体溶液を作製する工程と、
第２の有機溶媒に光触媒材料を分散させて、光触媒材料懸濁液を作製する工程と
ポリマー溶液を、光触媒懸濁液と混合して、光触媒ポリマー懸濁液を作製する工程と、
第３の溶媒に前記光触媒ポリマー懸濁液を浸して光触媒エレメントを作製する工程であって、前記ポリマーが、約１０℃〜約６０℃の間の温度で前記第３の溶媒に実質的に不溶性である工程と
を含む、方法。
（１２）前記ポリマーが、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリスルホンおよびポリプロピレンから選択される、前記（１１）に記載の方法。
（１３）前記第１の有機溶媒が、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）およびクロロホルムからなる群から選択される、前記（１１）または（１２）に記載の方法。
（１４）前記第２の有機溶媒が、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）およびクロロホルムからなる群から選択される、前記（１１）から（１３）のいずれか一つに記載の方法。
（１５）前記第１および第２の有機溶媒が同一である、前記（１１）から（１４）のいずれか一つに記載の方法。
（１６）基板表面上に前記光触媒ポリマー懸濁液を成形する工程をさらに含む、前記（１１）から（１５）のいずれか一つに記載の方法。
（１７）前記光触媒懸濁液を濾過する工程をさらに含む、前記（１１）から（１６）のいずれか１つに記載の方法。
（１８）前記第３の溶媒が水である、前記（１１）から（１７）のいずれか一つに記載の方法。
（１９）前記光触媒エレメントが多孔性光触媒フィルムである、前記（１１）から（１８）のいずれか１つに記載の方法。
（２０）前記（１１）から（１９）のいずれか一つに記載の方法によって製造される光触媒エレメント。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光触媒エレメントは、連通する空孔と、前記空孔を形成する三次元網目状骨格とを有する樹脂多孔質基材（モノリス構造を有する樹脂多孔質基材）、及び、前記樹脂多孔質基材の前記三次元網目状骨格の表面に担持され、及び／又は、前記樹脂多孔質基材の前記三次元網目状骨格に含有されている光触媒を含むものである。本発明の光触媒エレメントによれば、基材としてモノリス構造を有する樹脂多孔質基材を用いることで、当該光触媒エレメントは浮遊菌の吸着性を発揮するとともに、光触媒の光触媒活性により、吸着された菌を効率的・効果的に分解することができる。したがって、本発明の光触媒エレメントは、実用面において特に優れた抗菌性を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第２の実施形態に従う実験の概略図である。
【図２】図２は、第２の実施形態に従う実験の概略図である。
【図３】図３は、第２の実施形態に従う実施形態の概略図である。
【図４】図４は、第２の実施形態に従う実施形態の概略図である。
【図５】図５は、第２の実施形態に従う実施形態の概略図である。
【図６】図６Ａ〜図６Ｄは、第２の実施形態に従う、２重量％の光触媒（ＣｕｘＯ／ＴｉＯ２）を添加した多孔性ポリエーテルスルホン（２０％）膜のＳＥＭ表面画像を示す図であり、そのうち、図６Ａおよび６Ｂは、その上部ＳＥＭ表面像であり、図６Ｃおよび６Ｄは、そのＳＥＭ像の横断面である。
【図７】図７は、第２の実施形態に従う、２重量％の光触媒（ＣｕｘＯ／ＴｉＯ２）を添加した多孔性ポリエーテルスルホン（２０％）膜の多孔性壁のＳＥＭ像である。
【図８】図８は、実施例Ｂに記載されるような、実施例Ａの抗菌（大腸菌（Ｅ．Ｃｏｌｉ））性能のグラフである。
【図９】図９は、実施例５のエポキシ樹脂多孔性シートの表面のＳＥＭ観察像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の光触媒エレメントは、連通する空孔と、前記空孔を形成する三次元網目状骨格とを有する樹脂多孔質基材、及び、前記樹脂多孔質基材の前記三次元網目状骨格の表面に担持され、及び／又は、前記樹脂多孔質基材の前記三次元網目状骨格に含有されている光触媒を含むものである。本明細書において、光触媒が樹脂多孔質基材の三次元網目状骨格の表面に担持されている光触媒エレメントは、「光触媒担持体」ともいう。
【００１３】
本発明の光触媒エレメントの形状は、特に限定されるものではなく、シート状、フィルム状等の薄膜状、球状、略球状、矩形状、立方体状、柱状、錘状等の種々の立体形状をとることができる。製造性や取扱い性等の観点からは、シート状、柱状であることが好ましく、シート状であることが特に好ましい。なお、以下において、シート状の形状を有する光触媒エレメントを、光触媒シートという場合がある。
【００１４】
（光触媒及び助触媒）
本発明の光触媒エレメントにおいて、光触媒は、樹脂多孔質基材の三次元網目状骨格の表面に担持され、及び／又は、樹脂多孔質基材の三次元網目状骨格に含有されている。なお、「光触媒が樹脂多孔質基材の三次元網目状骨格の表面に担持されている」とは、光触媒が樹脂多孔質基材の三次元網目状骨格の表面に直接的あるいは間接的に付着していることをいう。また、以下において、「光触媒が樹脂多孔質基材の三次元網目状骨格の表面に担持されている」ことを、「光触媒が樹脂多孔質基材に担持されている」と表現する場合がある。加えて、以下において、「光触媒が樹脂多孔質基材の三次元網目状骨格に含有されている」ことを、「光触媒が樹脂多孔質基材に含有されている」と表現する場合がある。
ここで、光触媒が樹脂多孔質基材の三次元網目状骨格の表面に担持されている場合において、光触媒は、樹脂多孔質基材の三次元網目状骨格の表面の一部のみに担持されていてもよく、あるいは、前記三次元網目状骨格の表面の全部に担持されていてもよい。ここで、樹脂多孔質基材の三次元網目状骨格の表面は、樹脂多孔質基材自体の外形を形成（画定）する部分と、前記連通する空孔を形成（画定）する部分とからなる。
【００１５】
また、本発明の光触媒エレメントにおいては、光触媒に加えて、所望によりさらに助触媒を樹脂多孔質基材の三次元網目状骨格の表面に担持させてもよく、及び／又は、樹脂多孔質基材の三次元網目状骨格に含有させてもよい。なお、光触媒と同様に、「助触媒が樹脂多孔質基材の三次元網目状骨格の表面に担持されている」とは、助触媒が樹脂多孔質基材の三次元網目状骨格の表面に直接的あるいは間接的に付着していることをいう。また、以下において、「助触媒が樹脂多孔質基材の三次元網目状骨格の表面に担持されている」ことを、「助触媒が樹脂多孔質基材に担持されている」と表現する場合がある。加えて、以下において、「助触媒が樹脂多孔質基材の三次元網目状骨格に含有されている」ことを、「助触媒が樹脂多孔質基材に含有されている」と表現する場合がある。
なお、助触媒が樹脂多孔質基材の三次元網目状骨格の表面に担持されている場合において、助触媒は、樹脂多孔質基材の三次元網目状骨格の表面の一部のみに担持されていてもよく、あるいは、前記三次元網目状骨格の表面の全部に担持されていてもよい。
【００１６】
本明細書において、光触媒及び／又は助触媒を、「光触媒材料」ということがある。
【００１７】
本発明において、光触媒を樹脂多孔質基材に担持及び／又は含有させる形態は特に限定されるものではない。例えば、光触媒を担持させる場合、少なくとも光触媒を含む光触媒層として、樹脂多孔質基材の三次元網目状骨格の表面に担持させてもよい。あるいは、有機バインダーを用いて光触媒層を形成した形態で担持させてもよい。
なお、光触媒層の形態で光触媒を樹脂多孔質基材に担持させる場合においては、光触媒に加えて、助触媒等のその他の成分を含む光触媒層として担持させてもよい。
【００１８】
以下において、樹脂多孔質基材に担持及び／又は含有される光触媒と、所望により担持及び／又は含有させてもよい助触媒について説明する。
【００１９】
（光触媒）
光触媒は、特定の波長域にある光（光触媒の価電子帯と導電帯の間のバンドギャップ以上のエネルギーを有する励起光）を照射されることにより光触媒活性を示す物質である。光触媒は、当該光触媒活性を示すことにより、抗菌作用、消臭・脱臭作用、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等の有害物質分解作用等の種々の作用を発揮することができる。
【００２０】
光触媒としては、例えば、アナターゼ型又はルチル型の酸化チタン（ＩＶ）（ＴｉＯ２）、酸化タングステン（ＩＩＩ）（Ｗ２Ｏ３）、酸化タングステン（ＩＶ）（ＷＯ２）、酸化タングステン（ＶＩ）（ＷＯ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化鉄（ＩＩＩ）（Ｆｅ２Ｏ３）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化ビスマス（ＩＩＩ）（Ｂｉ２Ｏ３）、バナジン酸ビスマス（ＢｉＶＯ４）、酸化スズ（ＩＩ）（ＳｎＯ）、酸化スズ（ＩＶ）（ＳｎＯ２）、酸化スズ（ＶＩ）（ＳｎＯ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化セリウム（ＩＩ）（ＣｅＯ）、酸化セリウム（ＩＶ）（ＣｅＯ２）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、酸化インジウム（ＩＩＩ）（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化銅（Ｉ）（Ｃｕ２Ｏ）、酸化銅（ＩＩ）（ＣｕＯ）、タンタル酸カリウム（ＫＴａＯ３）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）などの金属酸化物；硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化インジウム（ＩｎＳ）などの金属硫化物；セレン酸カドミウム（ＣｄＳｅＯ４）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）などの金属セレン化物；窒化ガリウム（ＧａＮ）などの金属窒化物などがある。
【００２１】
上記に例示した光触媒は、例えば、固相反応法、燃焼合成法、ソルボサーマル合成法、熱分解法、プラズマ合成法などによって得ることができる。好ましくは、光触媒は、高周波誘導結合プラズマ法（ＲＦ−ＩＣＰ）によって得られる。ＲＦ−ＩＣＰ法は製造効率が高く、且つ純度の高い光触媒を得ることができる。光触媒は、例えば、米国特許第８００３５６３号明細書に記載されたＲＦ−ＩＣＰの条件によって得ることができる。
【００２２】
また、光触媒に、ある種の元素をドープすることで、その活性を改善することができる。そのような元素は「ドーパント」とも呼ばれ、例えば、上記光触媒に、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、セシウム（Ｃｓ）などのアルカリ金属；マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）などのアルカリ土類金属；金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、ルテニウム（Ｒｕ）などの貴金属；鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、マンガン（Ｍｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、セリウム（Ｃｅ）などの遷移金属；スズ（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）などのその他の金属、ホウ素（Ｂ）やヒ素（Ａｓ）などの半金属；窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、硫黄（Ｓ）、フッ素（Ｆ）、セレン（Ｓｅ）などの非金属やこれらの金属又は非金属を含む化合物が挙げられる。本明細書では、ドーパントがドーピングされた光触媒を、ドーピング型光触媒という。
【００２３】
なお、ドーピングとは、光触媒の基本結晶構造が殆ど変わらない範囲で任意の元素（ドーパント）をホスト化合物結晶中に入れることを表す。光触媒がドーピングされているか否かは、例えば、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）でのピークのシフトにより確認できる。ドーピング型光触媒を形成する方法は特に限定されず、ゾルゲル法、固相反応法、又はイオン注入法などが用いられる。
光触媒が、ドーピング型光触媒である場合、光触媒内において、ホスト化合物（ドーピングされる化合物）とドーパントのモル比は、特に限定されないが、好ましくは９９．９：０．１〜８０：２０であり、より好ましくは９９．９：０．１〜８５：１５であり、さらに好ましくは９９．９：０．１〜８７：１３である。
【００２４】
ドーピング型光触媒は、好ましくは、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、硫黄（Ｓ）、フッ素（Ｆ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、マンガン（Ｍｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、セレン（Ｓｅ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、セリウム（Ｃｅ）、及び鉄（Ｆｅ）から選ばれる少なくとも１つによってドーピングされていることが好ましい。
【００２５】
また、光触媒は、ｐ型であってもよくｎ型であってもよい。ｐ型の光触媒は、例えば、上記紫外光応答性光触媒に価数の多い元素（例えば、ヒ素（Ａｓ）など）をドーピングすることによって得ることができる。ｎ型の光触媒は、例えば、上記紫外光応答性光触媒に価数の少ない元素（例えば、ホウ素（Ｂ））をドーピングすることによって得ることができる。
【００２６】
光触媒は、金属化合物（酸化物、窒化酸化物、酸化窒化炭化物、ハロゲン化物等）を含むことが好ましく、より好ましくはチタン化合物、スズ化合物又はタングステン化合物を含む。
チタン化合物におけるチタンの平均酸化数又は形式電荷は、好ましくは＋１〜＋６であり、より好ましくは＋２〜＋４であり、さらに好ましくは＋１〜＋３である。また、スズ化合物におけるスズの平均酸化数又は形式電荷は、好ましくは＋２〜＋８であり、より好ましくは＋１〜＋６であり、さらに好ましくは＋１〜＋４である。また、タングステン化合物におけるタングステンの平均酸化数又は形式電荷は、好ましくは＋１〜＋８であり、より好ましくは＋１〜＋６であり、さらに好ましくは＋１〜＋４である。
より、具体的には、光触媒は、好ましくは酸化チタン（ＩＶ）（ＴｉＯ２）、酸化スズ（ＩＶ）（ＳｎＯ２）、酸化タングステン（ＩＩＩ）（Ｗ２Ｏ３）、酸化タングステン（ＩＶ）（ＷＯ２）、及び酸化タングステン（ＶＩ）（ＷＯ３）から選ばれる少なくとも１種を含む。なお、酸化チタン（ＩＶ）（ＴｉＯ２）としては、アナターゼ型の酸化チタン（ＩＶ）（ＴｉＯ２）が好ましい。
【００２７】
なお、本明細書において、たとえば、光触媒が酸化タングステン（ＶＩ）（ＷＯ３）を含むとは、光触媒が純粋な酸化タングステン（ＶＩ）（ＷＯ３）である場合だけでなく、酸化タングステン（ＶＩ）（ＷＯ３）が他の元素や化合物によってドーピングされているものを含む（酸化タングステン以外の光触媒及び助触媒についても同様）。
特に、光触媒が、酸化タングステン（ＶＩ）（ＷＯ３）を含んでいれば、可視光で十分な光活性を示す光触媒層を形成することができるため好ましい。
【００２８】
光触媒は、波長５８９ｎｍにおける屈折率（Ｒ１）が、１．０〜４．０であることが好ましく、より好ましくは、１．０〜３．０であり、特に好ましくは１．５〜２．５である。光触媒の屈折率（Ｒ１）が１．０〜４．０の範囲内であれば、助触媒との屈折率差を小さくし易くなり、透光性に優れた光触媒層を形成し易くなる。なお、光触媒の屈折率は、ＪＩＳ  Ｋ  ００６２に規定された「固体試料の測定方法」に準じてアッベ屈折計を用いて測定される値である。
【００２９】
光触媒の形状は特に限定されないが、好ましくは、光触媒は粒子状である。光触媒は溶媒に難溶性のものが多い。そのため、光触媒を粒子状にすることで、分散媒に光触媒を分散させ分散液を作製することができ、この分散液を塗布・乾燥することで容易に光触媒層を形成することができる。
光触媒が粒子状である場合、光触媒の平均粒径は特に限定されないが、好ましくは５ｎｍ〜１０００ｎｍであり、より好ましくは５ｎｍ〜１００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜３０ｎｍである。光触媒の平均粒径が１０００ｎｍを超えると、光触媒全体の表面積が小さくなるため、光触媒が十分な光触媒活性を示せない虞がある。他方、光触媒の平均粒径が５ｎｍを下回ると、粒子が凝集し易くなる可能性があり、分散性が低下する虞がある。
なお、光触媒の平均粒径は、光触媒を任意の分散液に分散させた状態において、光触媒粒子の動的光散乱法・周波数解析（ＦＦＴ−ヘテロダイン法）により求められる体積基準の５０％累積分布径（Ｄ５０）を意味する。
【００３０】
（助触媒）
助触媒は、光触媒の光触媒活性を促進させる物質である。本発明においては、光触媒に加えて、所望により助触媒を、樹脂多孔質基材にさらに担持及び／又は含有させてもよい。助触媒は、それ単体が光触媒活性を示すものであってもよく、それ単体では光触媒活性を示さないものであってもよい。助触媒は、光触媒と協働することで、光触媒単体を用いた時に比して、その光触媒の反応速度を１．２倍以上にすることができる物質であり、好ましくは１．５倍以上にすることができ、さらに好ましくは２．０倍以上にすることができ、特に好ましくは３．０倍以上にすることができる。なお、光触媒の反応速度は、例えば、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の一種であるアセトアルデヒドの分解速度を基準にすることができる。
【００３１】
具体的には、一定量の圧縮空気及びアセトアルデヒド（校正用ガス）で満たされた閉鎖空間に光触媒、又は、助触媒を配合あるいは担持した光触媒を入れ、可視光（波長４５５ｎｍ、照射強度２００ｍＷ／ｃｍ２）の光を１時間照射する。そして、照射前後の閉鎖空間内におけるアセトアルデヒド濃度を比較することで光触媒の反応速度が何倍になったかを算出することができる。例えば、光照射前のアセトアルデヒド濃度が８０ｐｐｍである閉鎖空間内に光触媒だけを入れ、光照射後のアセトアルデヒド濃度が６０ｐｐｍである（即ち、２０ｐｐｍのアセトアルデヒドが分解された）場合と、光照射前のアセトアルデヒド濃度が８０ｐｐｍである閉鎖空間内に助触媒を配合あるいは担持した光触媒を入れ、光照射後のアセトアルデヒド濃度が２０ｐｐｍである（即ち、６０ｐｐｍのアセトアルデヒドが分解された）場合を比較すると、アセトアルデヒドの分解速度が、３倍になった（即ち、光触媒活性が３倍になった）と言える。
【００３２】
助触媒は、例えば、酸化銅（Ｉ）（Ｃｕ２Ｏ）、酸化銅（ＩＩ）（ＣｕＯ）、酸化イットリウム（ＩＩＩ）（Ｙ２Ｏ３）、酸化モリブデン（ＶＩ）（ＭｏＯ３）、酸化マンガン（ＩＩＩ）（Ｍｎ２Ｏ３）、酸化ガドリニウム（ＩＩＩ）（Ｇｄ２Ｏ３）、アナターゼ型又はルチル型の酸化チタン（ＩＶ）（ＴｉＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、タンタル酸カリウム（ＫＴａＯ３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化スズ（ＩＶ）（ＳｎＯ２）、酸化アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化鉄（ＩＩＩ）（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化鉄（ＩＩ，ＩＩＩ）（Ｆｅ３Ｏ４）、酸化ニッケル（ＩＩ）（ＮｉＯ）、酸化ニオブ（Ｖ）（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ５）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化セリウム（ＩＩ）（ＣｅＯ）、酸化セリウム（ＩＶ）（ＣｅＯ２）、ＡｒＸｔＯｓ（Ａは、希土類元素であり、Ｘは希土類元素以外の元素やその組み合わせであり、ｒは１〜２であり、ｔは０〜３であり、ｓは２〜３）、りんモリブデン酸アンモニウム三水和物（（ＮＨ４）３［ＰＭｏ１２Ｏ４０］）、１２タングストリン酸（ＰＷ１２Ｏ４０）、ケイ化タングステン酸（Ｈ４［ＳｉＷ１２Ｏ４０］）、りんモリブデン酸（１２ＭｏＯ３・Ｈ３ＰＯ４）、セリウム−ジルコニウム複合酸化物（ＣｅｘＺｒｙＯ２）（ｙ／ｘ＝０．００１〜０．９９９）などが挙げられる。
【００３３】
また、助触媒は、光触媒と単純に配合された状態で樹脂多孔質基材に担持及び／又は含有されてもよいし、あるいは、助触媒は、光触媒に担持された状態で、樹脂多孔質基材に担持及び／又は含有されてもよい。本明細書では、助触媒が担持された光触媒を、担持型光触媒という。担持とは、光触媒の表面に該光触媒とは異なる物質が付着している状態を表す。このような付着状態は、例えば、走査型電子顕微鏡などにより観察できる。担持型光触媒を形成する方法は特に限定されず、含浸法、光還元法、スパッタリングなどが用いられる。担持型光触媒は、例えば、米国特許出願公開第２００８／０２４１５４２号明細書に記載された方法によって形成することができる。なお、助触媒にドーパントがドーピングされていてもよい。ドーパントがドーピングされた助触媒を、ドーピング型助触媒という。助触媒にドーピングされる化合物や元素は、上欄で説明した光触媒にドーピングされる元素や化合物と同様である。
【００３４】
助触媒は、好ましくは、セリウム化合物、銅化合物、カリウム化合物、ストロンチウム化合物、タンタル化合物、ニオブ化合物、及びチタン化合物から選ばれる少なくとも１種を含んでおり、より好ましくは、セリウム化合物、または銅化合物を含んでいる。セリウム化合物におけるセリウムの平均酸化数又は形式電荷は、好ましくは＋２〜＋４であり、銅化合物における銅の平均酸化数又は形式電荷は、好ましくは＋１〜＋２である。
【００３５】
一つの実施態様では、助触媒は、酸化セリウムを含んでおり、さらに好ましくは酸化セリウム（ＩＶ）（ＣｅＯ２）を含んでいる。この実施態様は、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の分解用途に適している。助触媒が酸化セリウム（ＩＶ）（ＣｅＯ２）を含んでいる場合、酸化セリウム（ＩＶ）は、ドーピングされていることが好ましく、好ましくはスズ（Ｓｎ）によってドーピングされている。スズ（Ｓｎ）がドーピングされた酸化セリウム（ＩＶ）（ＣｅＯ２：Ｓｎ）において、スズ（Ｓｎ）は好ましくは助触媒（ＣｅＯ２：Ｓｎ）全体の１モル％〜５０モル％を占め、より好ましくは１．５モル％〜１０モル％を占め、さらに好ましくは１．５モル％〜１０モル％を占め、特に好ましくは、１．５モル％〜４．５モル％を占める。
他の実施態様では、助触媒は、酸化銅を含んでおり、さらに好ましくは酸化銅（Ｉ）（Ｃｕ２Ｏ）及び／又は酸化銅（ＩＩ）（ＣｕＯ）を含んでいる。この実施態様は、抗菌用途に適している。助触媒が酸化銅（Ｉ）（Ｃｕ２Ｏ）及び／又は酸化銅（ＩＩ）（ＣｕＯ）を含んでいる場合、酸化銅（Ｉ）（Ｃｕ２Ｏ）及び／又は酸化銅（ＩＩ）（ＣｕＯ）は、光触媒に担持されていることが好ましい。
【００３６】
助触媒の形状は特に限定されないが、上記光触媒と同様の理由により、助触媒は粒子状であることが好ましい。助触媒が粒子状である場合、助触媒の平均粒径は特に限定されないが、好ましくは１ｎｍ〜１０００ｎｍであり、より好ましくは１ｎｍ〜１００ｎｍであり、さらに好ましくは１ｎｍ〜３０ｎｍである。
【００３７】
助触媒は、波長５８９ｎｍにおける屈折率（Ｒ２）が、１．０〜４．０であることが好ましく、より好ましくは、１．０〜３．０であり、特に好ましくは１．５〜２．５である。助触媒の屈折率（Ｒ２）が１．０〜４．０の範囲内であれば、光触媒との屈折率差を小さくし易くなり、透光性に優れた光触媒層を形成し易くなる。
【００３８】
上述したような光触媒としては、波長３８０ｎｍ未満の紫外光でしか光触媒活性を示さない紫外光応答性光触媒、及び、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視光でも光触媒活性を示す可視光応答性光触媒が挙げられる。本発明では、光触媒層に含まれる光触媒は、紫外光応答性光触媒であってもよく、可視光応答性光触媒であってもよいが、好ましくは可視光応答性光触媒が用いられる。可視光応答性光触媒は、助触媒がなくとも可視光においてある程度の光活性を示す。そのため、可視光応答性光触媒は、助触媒と協働することで可視光において更に高い光活性を示すことが可能となる。光触媒が可視光応答性光触媒である場合、そのバンドギャップは、例えば、１．５ｅＶ〜３．５ｅＶであり、好ましくは、１．７ｅＶ〜３．３ｅＶであり、より好ましくは１．７７ｅＶ〜３．２７ｅＶである。なお、光触媒が紫外光応答性光触媒である場合においても、光触媒と助触媒の組み合わせによっては、光触媒が可視光応答性を示すようになることがある。
【００３９】
本発明においては、光触媒が可視光応答性を示すものであることが好ましい。可視光応答性を示す光触媒であると、蛍光灯やＬＥＤ光源といった可視光を発光する光源を用いた場合でも光触媒活性を示し、優れた抗菌性を発揮することができる。したがって、可視光応答性を示す光触媒を用いた光触媒エレメントは空気清浄機、建材、消臭剤といったより幅広い場面においても使用可能である。
光触媒は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。なお、２種以上の光触媒を混合して用いた場合、一方の光触媒が他方の光触媒の助触媒として機能する場合がある。また、助触媒も、１種単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
【００４０】
光触媒層を形成する場合は、上述した光触媒、あるいは、光触媒と助触媒に加えて、他の化合物（例えば、バインダー樹脂等）を含んでいてもよい。もっとも、他の化合物が光触媒層に含まれていると、この他の化合物と光触媒又は助触媒との屈折率差が大きくなる可能性があり、そうすると、光触媒層の透光性を十分に担保できない虞がある。
したがって、光触媒層は実質的に光触媒のみ、あるいは、光触媒と助触媒のみで構成されていることが好ましい。なお、光触媒層が実質的に光触媒のみ、あるいは、光触媒と助触媒のみで構成されているとは、光触媒、あるいは、光触媒と助触媒が、光触媒層全体の８０質量％以上を占めることをいい、好ましくは９０質量％以上を占めることをいう。
【００４１】
光触媒と助触媒とを担持させる場合において、全光触媒と全助触媒の比率（モル比）は、好ましくは、９９．５：０．５〜１６．７：８３．３であり、より好ましくは９９．５：０．５〜２０：８０であり、さらに好ましくは９９．５：０．５〜５０：５０である。なお、例えば、光触媒と助触媒を含有する光触媒層を設ける場合においても同様である。
光触媒の含有量が前記範囲の下限値未満である場合、光触媒の量に比して助触媒が過多であるため、光触媒が十分な光触媒活性を示すことができない虞がある。他方、光触媒の含有量が前記範囲の上限値を超える場合、光触媒の量に比して助触媒が過少であるため、光触媒が十分な光触媒活性を示すことができない虞がある。
【００４２】
また、光触媒層が光触媒と助触媒を含有する場合において、波長５８９ｎｍにおける光触媒の屈折率（Ｒ１）と助触媒の屈折率（Ｒ２）の差の絶対値（｜Ｒ１−Ｒ２｜）は、好ましくは０〜０．３５であり、より好ましくは、０〜０．３０であり、さらに好ましくは０〜０．２０であり、特に好ましくは０〜０．１６である。なお、｜Ｒ１−Ｒ２｜＝０とは、光触媒の屈折率（Ｒ１）と助触媒の屈折率（Ｒ２）が同じであることを意味する。
光触媒と助触媒の屈折率差が上記範囲内であれば、光が光触媒層内で屈折し難いため、光が透過し易い（即ち、光触媒層の透光性が高くなる）。したがって、透光性に優れた光触媒層を形成することができる。
【００４３】
本発明では、光触媒と助触媒とを担持及び／又は含有させる場合において、光触媒と助触媒の組み合わせは特に限定されない。
好ましい一つの実施態様では、光触媒は、酸化チタン（ＩＶ）（ＴｉＯ２）または酸化スズ（ＩＶ）（ＳｎＯ２）を含んでおり、助触媒は、酸化銅（Ｉ）（Ｃｕ２Ｏ）及び／又は酸化銅（ＩＩ）（ＣｕＯ）を含んでいる。この場合において、酸化銅（Ｉ）（Ｃｕ２Ｏ）及び／又は酸化銅（ＩＩ）（ＣｕＯ）を含む助触媒は、酸化チタン（ＩＶ）（ＴｉＯ２）または酸化スズ（ＩＶ）（ＳｎＯ２）を含む光触媒に担持されていることが好ましい。光触媒として酸化チタン（ＩＶ）（ＴｉＯ２）または酸化スズ（ＩＶ）（ＳｎＯ２）を用い、助触媒として、酸化銅（Ｉ）（Ｃｕ２Ｏ）及び／又は酸化銅（ＩＩ）（ＣｕＯ）を用いることで、優れた可視光応答性及び優れた光触媒活性を発揮し、特に優れた抗菌性を発揮することができる。なお、本明細書においては、助触媒としてのＣｕｘＯが光触媒としてのＴｉＯ２に担持された助触媒担持型光触媒を、ＣｕｘＯ−ＴｉＯ２と表すことがある。同様に、助触媒としてのＣｕｘＯが光触媒としてのＳｎＯ２に担持された助触媒担持型光触媒を、ＣｕｘＯ−ＳｎＯ２と表すことがある。ここで、「ＣｕｘＯ」とは、ＣｕＯ（Ｘ＝１、酸化銅（ＩＩ））及びＣｕ２Ｏ（Ｘ＝２、酸化銅（Ｉ））の２種類の酸化銅が混在していることを表す。
好ましい他の実施態様では、光触媒は、酸化タングステン（ＶＩ）（ＷＯ３）を含んでおり、助触媒は、酸化セリウム（ＩＶ）（ＣｅＯ２）を含んでいる。光触媒として酸化タングステン（ＶＩ）（ＷＯ３）を用い、助触媒として酸化セリウム（ＩＶ）（ＣｅＯ２）を用いることで、優れた可視光応答性及び優れた光触媒活性を発揮し、特に優れた揮発性有機化合物（ＶＯＣ）分解性を発揮することができる。
【００４４】
光触媒層を形成する場合において、光触媒層の厚みは特に限定されない。もっとも、光触媒層の厚みが厚すぎると、菌付着性が低下する虞がある。他方、光触媒層の厚みが薄すぎると、光触媒層が十分な光触媒活性を示さない虞がある。
これらを考慮すると、光触媒層の厚みは、好ましくは０．１μｍ〜２０μｍであり、より好ましくは０．１μｍ〜１０μｍであり、特に好ましくは０．１μｍ〜５μｍである。
【００４５】
光触媒層の可視光透過率は、好ましくは７０％以上であり、より好ましくは８０％以上であり、特に好ましくは９０％以上である。特に、光触媒層の波長５８９ｎｍにおける光線透過率は好ましくは８０％以上であり、より好ましくは９０％以上である。
なお、可視光透過率は、ＪＩＳ  Ｒ  ３１０６に準じて測定される値である。
【００４６】
いくつかの実施形態では、光触媒材料は、チタン、タングステン、タンタル、スズ、亜鉛またはストロンチウムであり得る元素を含む酸化物であり得る。いくつかの実施形態では、酸化物は、ドーピングされても、ドーピングされなくてもよく、担持されても、担持されなくてもよい。いくつかの実施形態では、酸化物は、銅が担持された材料の価電子帯のものよりも深い価電子帯を有し得る。いくつかの実施形態では、光触媒材料は、光触媒材料の複数相複合物であり得る。いくつかの実施形態では、光触媒材料は、アナターゼ、ルチル、ウルツ鉱、スピネル、ペロブスカイト、パイロクロア、ガーネット、ジルコン及び／又はチアライト相材料又はそれらの混合物であり得る。これらの選択肢の各々は、半導体の技術分野における当業者によって理解されるような通常の意味が与えられる。所与の標準サンプルと製造したサンプルのＸ線回折パターンの比較は、サンプルが特定の相を含むか否かを調べるために使用できるいくつかの方法のうち１つである。例示的標準として、米国標準技術局（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）（ＮＩＳＴ）（米国メリーランド州ゲイザーバーグ）及び／又は国際回析データセンター（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｅｎｔｒｅ  ｆｏｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｄａｔａ）（ＩＣＤＤ、以前は、Ｊｏｉｎｔ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ  ｏｎ  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ［ＪＣＰＤＳ］（粉末回折標準のための合同委員会））（米国ペンシルバニア州ニュータウンスクエア）によって提供されるＸＲＤスペクトルが挙げられる。
【００４７】
いくつかの実施形態では、複数相光触媒材料は、アナターゼ相及びルチル相化合物を含む。いくつかの実施形態では、複数相光触媒材料は、酸化チタンであり得る。いくつかの実施形態では、アナターゼ相は、２．５％〜約９７．５％、５％〜約９５％及び／又は約１０％〜約９０％であり得、ルチル相は、９７．５％〜約２．５％、９５％〜約５％及び／又は約９０％〜約１０％であり得る。適した材料の限定されない例として、それだけには限らないが、Ｅｖｏｎｉｋ（米国、ニュージャージー州、パーシッパニー）によって商標Ｐ２５（８３％アナターゼＴｉＯ２＋１７％ルチルＴｉＯ２）の下で販売されるＴｉＯ２混合物が挙げられる。
【００４８】
いくつかの実施形態では、光触媒材料は、２０１３年３月１５日に出願された米国特許出願第１３／８４０，８５９号および／または２０１３年６月１４日に出願された米国特許仮出願第６１／８３５，３９９号；２０１３年１月１４日に出願された米国特許出願第１３／７４１，１９１号（２０１３年８月１日に公開された米国特許出願公開第２０１３／０１９２９７６号）に記載されるような、ＣｕｘＯが添加された光触媒複合体であり得る。いくつかの実施形態では、光触媒材料は、ＣｕｘＯが添加されたＰ２５および／またはＣｕｘＯが添加されたＴｉ：Ｓｎ（Ｃ，Ｎ，Ｏ）２から選択され得る。
【００４９】
（樹脂多孔質基材）
本発明において、樹脂多孔質基材は、連通する空孔と、前記空孔を形成する三次元網目状骨格とを有する。すなわち、本発明における樹脂多孔質基材は、モノリス構造を有するものである。ここで、「モノリス構造」とは、連続した三次元網目状骨格と、連通する空孔とにより一体的に構成される共連続構造である。
【００５０】
樹脂多孔質基材の形状としては、特に制限されるものではなく、光触媒エレメントとして求められる形状に応じて適宜選択することができる。なお、以下において、シート状の樹脂多孔質基材について「多孔シート」という場合がある。
【００５１】
（第１の態様）
以下において光触媒エレメントの第１の態様について記載する。
光触媒エレメントの第１の態様において、樹脂多孔質基材を構成する樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、紫外線硬化型樹脂及び電子線硬化型樹脂等が挙げられ、１種のみを用いてもよく、あるいは２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、相溶性や硬化性等の観点から、熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。
【００５２】
前記樹脂多孔質基材の大きさは、本発明の効果を奏する限り特に限定されるものではなく、光触媒エレメントが適用される環境に応じて、適宜選択することが可能である。例えば、前記多孔質基材がシート状である場合においても、前記樹脂多孔質基材の厚さは、特に限定されるものではないが、ハンドリング性等の観点から、５００μｍ以下が好ましく、３００μｍ以下がより好ましい。一方で、厚さが小さすぎると強度が低下するため、１μｍ以上が好ましく、５μｍ以上がより好ましい。
【００５３】
前記樹脂多孔質基材の平均孔径は、特に限定されるものではないが、大きすぎると強度が低下するため、５００ｎｍ以下が好ましく、３００ｎｍ以下がより好ましい。一方、小さすぎると菌付着性が低下するため、２０ｎｍ以上が好ましく、４０ｎｍ以上がより好ましい。なお、前記平均孔径とは、特に限定されるものではないが、例えば水銀圧入法を用いて測定した場合の平均孔径である。
また、前記樹脂多孔質基材の空孔率としては、菌付着性の観点から、３０〜８０％であることが好ましく、より好ましくは４０〜６０％である。
【００５４】
前記樹脂多孔質基材を製造する方法は特に限定されるものではないが、樹脂として熱硬化性樹脂を用いてシート状の樹脂多孔質基材（多孔シート）を作製する場合について、一例をあげて説明する。
【００５５】
まず、熱硬化性樹脂と硬化剤を含む樹脂混合物を、円筒状又は円柱状の樹脂硬化体とした上で、この樹脂硬化体の表面を所定厚みで切削（かつら剥き）することで樹脂シートとすることができる。
【００５６】
本発明で使用できる熱硬化性樹脂としては、硬化剤を用いて硬化体を形成するものであれば限定することなく用いることができる。例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂（ユリア樹脂）、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミド、シリコーン樹脂、及びジアリルフタレート樹脂などが挙げられる。特に、均質な多孔体を得る場合には、硬化剤とポロゲンを用いて多孔シートを形成可能なものが好ましく、エポキシ樹脂を好ましく用いることができる。
【００５７】
円筒状又は円柱状樹脂硬化体は、例えば、前記樹脂混合物を円筒状又は円柱状モールド（型抜き用容器）内に充填し、その後、静置して硬化反応を促進することにより作製することができる。この際、必要に応じて加熱や攪拌してもよい。その後は、１０〜３５℃の雰囲気下で静置することが、均一に硬化を進める上で好ましい。また、円筒状樹脂硬化体を作製する場合には、円柱状モールドを用いて円柱状樹脂硬化体を作製し、その後中心部を打ち抜いて円筒状樹脂硬化体を作製してもよい。
【００５８】
樹脂混合物を注入する円筒状又は円柱状モールド（型抜き用容器）としては、金属、ガラス、硬化粘度、硬化プラスチック、またはこれらの併用体など適切なものを用いれば良いが、アルミやステンレスなどの腐食の生じにくい金属モールドにシリコン系離型剤を塗布し、乾燥したものを好ましく用いることができる。
【００５９】
円筒状又は円柱状樹脂硬化体の大きさは特に制限されないが、円筒状樹脂硬化体の中心軸からの厚さは樹脂シートの製造効率の観点から５ｃｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１０ｃｍ以上である。また、円筒状又は円柱状樹脂硬化体の直径も特に制限されないが、樹脂シートの製造効率の観点からは３０ｃｍ以上であることが好ましく、均一に硬化する上でより好ましくは４０〜１５０ｃｍである。また硬化体の幅（軸方向の長さ）は、目的とする樹脂シートの大きさを考慮して適宜設定することができるが、通常２０〜２００ｃｍであり、取扱いやすさの観点から３０〜１５０ｃｍであることが好ましく、５０〜１２０ｃｍであることがより好ましい。
【００６０】
その後、円筒状又は円柱状樹脂硬化体を円筒軸又は円柱軸を中心に回転させながら該硬化体の表面を所定厚みで切削して長尺状の樹脂シートを作製する。切削時のライン速度は、例えば２〜５０ｍ／ｍｉｎ程度である。
【００６１】
切削後の樹脂シートの厚さは、以下に示すポロゲンの除去工程及び乾燥工程を経て８〜１５％程度薄くなることを考慮して切削厚さを設定することが好ましい。
【００６２】
以下、本発明における樹脂多孔質基材として好ましい態様の一つである、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いた場合を例にして、本発明を詳細に説明する。
【００６３】
エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタン型エポキシ樹脂、及びテトラキス（ヒドロキシフェニル）エタンベースなどのポリフェニルベースエポキシ樹脂、フルオレン含有エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート、複素芳香環（例えば、トリアジン環など）を含有するエポキシ樹脂などの芳香族エポキシ樹脂、脂肪族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂肪族グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂環族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂環族グリシジルエステル型エポキシ樹脂などの非芳香族エポキシ樹脂が挙げられる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００６４】
これらのうち、耐薬品性や膜強度を確保するため、さらには多孔シートとする上で均一な三次元網目状骨格と均一な空孔を形成するためには、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、フルオレン含有エポキシ樹脂、及びトリグリシジルイソシアヌレートからなる群より選択される少なくとも１種の芳香族エポキシ樹脂、脂環族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、及び脂環族グリシジルエステル型エポキシ樹脂からなる群より選択される少なくとも１種の脂環族エポキシ樹脂を用いることが好ましい。特に、エポキシ当量が６０００以下で、融点が１７０℃以下であるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、フルオレン含有エポキシ樹脂、及びトリグリシジルイソシアヌレートからなる群より選択される少なくとも１種の芳香族エポキシ樹脂、エポキシ当量が６０００以下で、融点が１７０℃以下である脂環族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、及び脂環族グリシジルエステル型エポキシ樹脂からなる群より選択される少なくとも１種の脂環族エポキシ樹脂を用いることが好ましい。
【００６５】
硬化剤としては、例えば、芳香族アミン（例えば、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、ベンジルジメチルアミン、ジメチルアミノメチルベンゼンなど）、芳香族酸無水物（例えば、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸など）、フェノール樹脂、フェノーノレノボラック樹脂、複素芳香環含有アミン（例えば、トリアジン環含有アミンなど）などの芳香族硬化剤、脂肪族アミン類（例えば、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、イミノビスプロピルアミン、ビス（ヘキサメチレン）トリアミン、１，３，６−トリスアミノメチルヘキサン、ポリメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、ポリエーテルジアミンなど）、脂環族アミン類（イソホロンジアミン、メンタンジアミン、Ｎ−アミノエチルピペラジン、３，９−ビス（３−アミノプロピル）２，４，８，１０−テトラオキサスピロ（５，５）ウンデカンアダクト、ビス（４−アミノ−３−メチルシクロヘキシル）メタン、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、これらの変性品など）、ポリアミン類とダイマー酸からなる脂肪族ポリアミドアミンなどの非芳香族硬化剤が挙げられる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００６６】
これらのうち、均一な三次元網目状骨格と均一な空孔を形成するため、さらには膜強度と弾性率を確保するために、分子内に一級アミンを２つ以上有する芳香族アミン硬化剤の１種以上、具体的にはメタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニノレメタン、及びジアミノジフェニノレスルホンからなる群より選択される少なくとも１種、あるいは、分子内に一級アミンを２つ以上有する脂環族アミン硬化剤の１種以上、具体的にはビス（４−アミノ−３−メチルシクロヘキシル）メタン、及びビス（４−アミノシクロヘキシル）メタンからなる群より選択される少なくとも１種を用いることが好ましい。
【００６７】
また、エポキシ樹脂と硬化剤の組み合わせとしては、芳香族エポキシ樹脂と脂環族アミン硬化剤の組み合わせ、又は脂環族エポキシ樹脂と芳香族アミン硬化剤の組み合わせが好ましい。これらの組み合わせにより、得られるエポキシ樹脂シートの耐熱性が高くなり、光触媒エレメントの多孔性基材として好適に用いられる。
【００６８】
エポキシ樹脂と硬化剤とさらにポロゲンを用いて多孔シートを作製することができる。ポロゲンとは、エポキシ樹脂及び硬化剤を溶かすことができ、かつエポキシ樹脂と硬化剤が重合した後、反応誘起相分離を生じさせることが可能な溶剤をいい、例えば、メチルセロソルブエチルセロソルブなどのセロソルブ類、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエステル類、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのグリコール類、及びポリオキシエチレンモノメチルエーテル、ポリオキシエチレンジメチルエーテルなどのエーテル類などが挙げられる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００６９】
これらのうち、均一な三次元網目状骨格と均一な空孔を形成するために、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、分子量６００以下のポリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ポリプロピレングリコール、ポリオキシエチレンモノメチルエーテル、及びポリオキシエチレンジメチルエーテルを用いることが好ましく、特に分子量２００以下のポリエチレングリコール、分子量５００以下のポリプロピレングリコール、ポリオキシエチレンモノメチルエーテル、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを用いることが好ましい。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用しでもよい。
【００７０】
また、個々のエポキシ樹脂又は硬化剤と常温で不溶又は難溶であっても、エポキシ樹脂と硬化剤との反応物が可溶となる溶剤についてはポロゲンとして使用可能である。このようなポロゲンとしては、例えば臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製「エピコート５０５８」）などが挙げられる。
【００７１】
エポキシ樹脂多孔シートの空孔率、平均孔径、孔径分布などは、使用するエポキシ樹脂、硬化剤、ポロゲンなどの原料の種類や配合比率、及び反応誘起相分離時における加熱温度や加熱時間などの反応条件により変化するため、目的とする空孔率、平均孔径、孔径分布を得るために系の相図を作成して最適な条件を選択することが好ましい。また、相分離時におけるエポキシ樹脂架橋体の分子量、分子量分布、系の粘度、架橋反応速度などを制御することにより、エポキシ樹脂架橋体とポロゲンとの共連続構造を特定の状態で固定し、安定した多孔構造を得ることができる。エポキシ樹脂多孔シートの空孔率としては、菌付着性の観点から、３０〜８０％であることが好ましく、より好ましくは４０〜６０％である。
【００７２】
また、エポキシ樹脂多孔シートを構成する全炭素原子に対する芳香環由来の炭素原子比率が０．１〜０．６５の範囲になるように、エポキシ樹脂及び硬化剤の種類と配合割合を決定することが好ましい。上記値が０．１未満の場合には、硬化体の安定性が低下する傾向にある。一方、０．６５を超える場合には、均一な三次元網目状骨格を形成することが困難になる。
【００７３】
また、エポキシ樹脂に対する硬化剤の配合割合は、エポキシ基１当量に対して硬化剤当量が０．６〜１．５であることが好ましい。硬化剤当量が０．６未満の場合には、硬化体の架橋密度が低くなり、耐熱性、耐溶剤性などが低下する傾向にある。一方、１．５を超える場合には、未反応の硬化剤が残留したり、架橋密度の向上を阻害する傾向にある。なお、本発明では、上述した硬化剤の他に、目的とする多孔構造を得るために、溶液中に硬化促進剤を添加してもよい。硬化促進剤としては、公知のものを使用することができ、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミンなどの三級アミン、２−フェノール−４−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチノレイミダゾール、２−フェノール−４，５−ジヒドロキシイミダゾールなどのイミダゾール類などが挙げられる。
【００７４】
このエポキシ樹脂多孔シートの平均孔径は、全体のエポキシ当量とポロゲンの割合、硬化温度などの諸条件を適宜設定することにより目的の範囲に調整できる。特にポロゲンの配合割合により調整することが簡便である。平均孔径を２０〜５００ｎｍ程度とするためには、エポキシ樹脂、硬化剤、及びポロゲンの総重量に対してポロゲンを３０〜９０重量％用いることが好ましい。ポロゲンの量が３０重量％未満の場合には平均孔径が小さくなりすぎたり、空孔が形成されなくなる傾向にある。一方、ポロゲンの量が９０重量％を超える場合には平均孔径が大きくなりすぎる傾向がある。また、エポキシ当量の異なる２種以上のエポキシ樹脂を混合して用いる方法も好適である。その際、エポキシ当量の差は１００以上であり、常温で液状のエポキシ樹脂と固形のエポキシ樹脂を混合して用いることが好ましい。
【００７５】
エポキシ樹脂組成物を硬化させる際の温度及び時間は、エポキシ樹脂及び硬化剤の種類によって変わるが、通常温度は１５〜１５０℃程度、時間は１０分〜７２時間程度である。特に均一な孔形成のためには室温で硬化させることが好ましく、硬化初期温度は２０〜４０℃程度、硬化時間は１〜４８時間であることが好ましい。硬化処理後、エポキシ樹脂架橋体の架橋度を高めるためにポストキュア（後処理）を行ってもよい。ポストキュアの条件は特に制限されないが、温度は室温又は５０〜１６０℃程度であり、時間は２〜４８時間程度である。
【００７６】
その後、エポキシ樹脂シート中のポロゲンを除去して連通する空孔を有するエポキシ樹脂多孔シートを形成する。エポキシ樹脂シートからポロゲンを除去するために用いられる溶剤としては、例えば、水、ＤＭＦ（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）、ＤＭＳＯ（ジメチルスルホキシド）、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）、及びこれらの混合溶剤などが挙げられ、ポロゲンの種類に応じて適宜選択する。また、水や二酸化炭素などの超臨界流体も好ましく用いることができる。   
【００７７】
ポロゲンを除去した後にエポキシ樹脂多孔シートの乾燥処理等をしてもよい。乾燥条件は特に制限されないが、温度は通常４０〜１２０℃程度であり、５０〜８０℃程度が好ましく、乾燥時間は３分〜３時間程度である。
【００７８】
なお、上記において、樹脂として熱硬化性樹脂(特に、エポキシ樹脂)を用いてシート状の樹脂多孔質基材（多孔シート）を作製する場合について説明したが、当該手法は、樹脂として熱硬化性樹脂以外の樹脂を使用した場合、及び／又は、シート状以外の形状を有する樹脂多孔質基材を作製する場合においても、適宜応用可能である。
【００７９】
また、熱可塑性樹脂としては、例えば、天然ゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリブタジエン樹脂、ポリカーボネート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、６−ナイロンや６，６−ナイロン等のポリアミド樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の飽和ポリエステル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、又はフッ素樹脂等が挙げられる。
熱可塑性樹脂を用いて樹脂多孔質基材を形成する方法としては、例えば、超臨界流体を樹脂に溶解後、除去し発泡体を得ることが考えられる。
【００８０】
紫外線硬化型樹脂としては、エポキシアクリレート樹脂やウレタンアクリレート樹脂等が挙げられる。
また、電子線硬化型樹脂としては、ポリエステルアクリレート樹脂等が挙げられる。
紫外線硬化型樹脂あるいは電子線硬化型樹脂を用いて樹脂多孔質基材を形成する方法としては、例えば、光誘起相分離法を用いることが考えられる。
【００８１】
以下に、第１の態様の光触媒エレメントの製造方法の実施形態について説明する。
【００８２】
第１の態様の光触媒エレメントは、樹脂多孔質基材に光触媒を担持させることにより製造される。
光触媒を担持させる方法は特に限定されないが、光触媒は、例えば、エアロゾルデポジション法（ＡＤ法、ガスデポジション法（気体堆積法））、高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ）、コールドスプレー、原子層堆積（ＡＬＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）、又は物理蒸着（ＰＶＤ）などの乾式成膜法やスピンコーティングやディップコーティングなどの湿式製膜法によって形成される。特に、エアロゾルデポジション法によれば、担持される光触媒の光触媒活性が良好であり、樹脂多孔質基材に対する密着性も良好であることから、エアロゾルデポジション法が好ましい。
なお、光触媒に加えて、助触媒を担持させる場合においても、上記同様の方法を用いることができる。例えば、光触媒と助触媒とを配合（混合）した後、当該配合物（混合物）を上記の方法により樹脂多孔質基材に担持させることができる。
【００８３】
さらに、一実施形態では、光触媒および／または助触媒を樹脂多孔質基材を構成する樹脂材料中に配合し、次いで、上記の方法にて樹脂多孔質基材を形成することによって、光触媒および／または助触媒が、樹脂多孔質基材の三次元網目状骨格に含有されている光触媒エレメントが製造され得る。さらに、光触媒および／または助触媒を含有する樹脂多孔質基材の三次元網目状骨格上に、光触媒および／または助触媒がさらに担持され得る。
【００８４】
（第２の態様）
以下は、光触媒エレメントの別の態様（第２の態様）を説明する。第２の態様においては、光触媒エレメントを製造する方法が提供される。
フィルムおよび／または管状部材を含む、第２の実施形態に従って作製された光触媒エレメントは、光触媒効果を提供し、改善された耐久性および光触媒活性寿命を維持し得る。
【００８５】
図１に示されるようないくつかの実施形態では、光触媒エレメントを製造するための方法が記載されている。いくつかの実施形態では、エレメントは、フィルムであり得る。いくつかの実施形態では、エレメントは、管状部材であり得る。いくつかの実施形態では、方法は、第１の有機溶媒にポリマーを溶解して、ポリマー溶液を作製し、ここで、ポリマー濃度が、５重量％〜約４０重量％の間である工程と、第２の有機溶媒に光触媒材料を分散させて、光触媒材料懸濁液を作製する工程と、ポリマー溶液を、光触媒懸濁液と混合して、光触媒ポリマー懸濁液を作製する工程と、第３の溶媒に光触媒ポリマー懸濁液を浸し、ポリマーが、約１０℃〜約６０℃の間の温度で第３の溶媒に実質的に不溶性であり、多孔性光触媒エレメントを作製する工程とを含む。いくつかの実施形態では、ポリマー前駆体は、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリスルホンおよびポリプロピレンから選択され得る。いくつかの実施形態では、第１の有機溶媒は、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）および／またはクロロホルムであり得る。いくつかの実施形態では、第２の有機溶媒は、ＮＭＰ、ＤＭＦ、ＤＭＡＣ、ＤＭＳＯ、ＴＨＦおよび／またはクロロホルムから選択され得る。いくつかの実施形態では、第１および第２の有機溶媒は、同一溶媒であり得る。いくつかの実施形態では、上記方法は、基板表面上に光触媒ポリマー懸濁液を成形する工程をさらに含み得る。いくつかの実施形態では、上記方法は、光触媒懸濁液を濾過する工程をさらに含み得る。いくつかの実施形態では、第３の溶媒は、水であり得る。いくつかの実施形態では、光触媒フィルムが記載されており、フィルムは、上記のように作製され得る。図３も参照のこと。
【００８６】
いくつかの実施形態では、ポリマーは、熱可塑性ポリマーであり得る。いくつかの実施形態では、ポリマーは、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリスルホンおよび／またはポリプロピレンであり得る。
【００８７】
いくつかの実施形態では、第１または第２の有機溶媒は、二極性非プロトン溶媒であり得る。いくつかの実施形態では、有機溶媒は、ＮＭＰ、ＤＭＦ、ＤＭＡＣ、ＤＭＳＯ、ＴＨＦおよび／またはクロロホルムであり得る。いくつかの実施形態では、有機溶媒は、６０℃の温度で５重量％以上の樹脂を溶解可能である。いくつかの実施形態では、ポリマーを溶解して、ポリマー溶液を作製し、光触媒材料を懸濁して、光触媒材料懸濁液を作製するために同一有機溶媒が使用され得る。いくつかの実施形態では、ポリマーを溶解し、光触媒材料を懸濁するために、異なる有機溶媒が使用され得る。
【００８８】
いくつかの実施形態では、ポリマー溶液は、１重量％〜約５０重量％の間のポリマー濃度を含む。いくつかの実施形態では、ポリマー溶液は、上記の有機溶媒を含み得る。いくつかの実施形態では、ポリマー濃度は、５重量％、１０重量％および／または１５重量％〜約１５重量％、３０重量％および／または４０重量％の間であり得る。いくつかの実施形態では、ポリマー濃度は、前記の下限のいずれか、例えば、１０重量％から前記の上限のいずれか、例えば、約３０重量％の間であり得る。いくつかの実施形態では、ポリマー溶液は、１，０００〜１００，０００ｍＰａ・ｓの間、２５，０００〜７５，０００ｍＰａ・ｓの間および／または約５０，０００ｍＰａ・ｓの粘度を有する。
【００８９】
いくつかの実施形態では、上記方法は、第２の有機溶媒に光触媒材料を分散して、光触媒材料懸濁液を作製する工程を含む。
【００９０】
いくつかの実施形態では、光触媒エレメントは、フィルムであり得る。いくつかの実施形態では、例えば、エレメントがフィルムである場合には、基板にＰＣａｔ／結合剤材料が適用され得る。いくつかの実施形態では、基板は、有機溶媒に対して耐性である材料であり得る。いくつかの実施形態では、基板は、有機溶媒に対して不溶性である材料であり得る。いくつかの実施形態では、基板は、ガラス、金属および／またはセラミックであり得る。いくつかの実施形態では、基板は、ガラスであり得る。
【００９１】
いくつかの実施形態では、基板に混合物を塗布する工程は、約５００回転／秒（ｒｐｓ）〜約３０００ｒｐｓで約５秒〜約３０秒の間、基板上に結合剤−ＰＣａｔ材料溶液をスピンコーティングするステップをさらに含む。一実施形態では、スピンコーティングは、約２０秒間、約１２００ｒｐｓであり得る。
【００９２】
いくつかの実施形態では、基板に混合物を塗布する工程は、基板上に懸濁液混合物を成形する工程をさらに含む。適した成形手順は、参照によりその全文が援用される２０１２年１０月９日に発行された米国特許第８２８３８４３号明細書に記載されるものであり得る。いくつかの実施形態では、ブレードギャップは、０．５ｍｉｌ〜約５０ｍｉｌの間、約２．０ｍｉｌ〜約３５ｍｉｌの間または約３．５ｍｉｌ〜約２０ｍｉｌの間であり得る。いくつかの実施形態では、光触媒ポリマー懸濁液は、ワイヤサイズが０．００３〜０．０２０インチの範囲であるワイヤが巻かれたラボロッド（Ｐａｕｌ  Ｎ．  Ｇａｒｄｎｅｒ  Ｉｎｃ．）によって基板上に光触媒ポリマー懸濁液を塗布する工程によって形成され得る。
【００９３】
いくつかの実施形態では、基板に混合物を塗布する工程は、基板上に混合物をテープ成形する工程をさらに含む。いくつかの実施形態では、ブレードギャップは、０．５ｍｉｌ〜約５０ｍｉｌの間、約２．０ｍｉｌ〜約３５ｍｉｌの間または約３．５ｍｉｌ〜約２０ｍｉｌの間であり得る。
【００９４】
いくつかの実施形態では、光触媒材料／ポリマー溶液または混合物を、第３の溶液に浸たしてもよく、ポリマーは、第３の溶媒に実質的に不溶性である。いくつかの実施形態では、第３の溶液は、６０℃の温度で５重量％以上のポリマーを溶解不可能である。いくつかの実施形態では、５重量％未満、３重量％未満、１重量％未満、０．１重量％未満のポリマーが第３の溶媒に溶解できる。いくつかの実施形態では、第３の溶媒は、水、ヘキサン、ペンタン、ベンゼン、トルエン、メタノール、エタノール、炭素、四塩化物、ｏ−ジクロロベンゼン、トリクロロエチレン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、低分子量ポリエチレングリコールなどの脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂肪族多価アルコール、芳香族多価アルコール、塩化炭化水素、その他の塩化有機脂質およびそれらの混合物であり得る。いくつかの実施形態では、第３の溶媒は、水であり得る。
【００９５】
いくつかの実施形態では、固化されている前もって浸された光触媒材料／ポリマー混合物、例えば、フィルムを、第３の溶媒に浸した後にすすいでもよい。いくつかの実施形態では、フィルムを同一の第３の溶媒ですすいでもよい。いくつかの実施形態では、フィルムを第３の溶媒の新規バッチに浸す工程によってフィルムをすすいでもよい。いくつかの実施形態では、フィルムを少なくとも３時間、少なくとも５時間、少なくとも８時間、少なくとも１０時間、少なくとも１２時間および／または少なくとも１５時間すすいでもよい。
【００９６】
いくつかの実施形態では、フィルムが基板表面に適用される場合には、フィルムは基板表面から除去され得る。いくつかの実施形態では、基板表面とフィルムの間に剥離層を挿入してもよい。
【００９７】
いくつかの実施形態では、基板の表面上に複数の光触媒ナノ材料を配置してもよい。いくつかの実施形態では、複数の光触媒ナノ材料は、発光層の表面の面積各１ｃｍ２あたり、約１ｎｇ〜約５００ｎｇ、約１０ｎｇ〜約１００ｎｇまたは約２０ｎｇ〜約６０ｎｇの総質量を有し得る。
【００９８】
いくつかの実施形態では、上に成膜された質量を測定する水晶振動子マイクロバランスによって測定された複数の光触媒材料の名目上の厚みは、約０．０００１ｎｍ〜約２ｎｍまたは約０．００１ｎｍ〜約０．７５ｎｍであり得る。いくつかの実施形態では、光触媒コーティングは、結合剤マトリックスおよび光触媒材料を含む。いくつかの実施形態では、光触媒コーティングは、光触媒材料の島の間の開口部または空隙を特徴とする不連続層であり得る。
【００９９】
いくつかの実施形態では、多孔性エレメントは、多孔性フィルムの形態であり得る。いくつかの実施形態では、多孔性エレメントは、多孔性管状部材の形態であり得る。
【０１００】
多孔性膜を、中空繊維で形成する場合には、ポリマー溶液を調製した後に、ポリマー溶液および管腔形成流体を、中空糸膜をスピニングするための二重同時押出ヘッドの外部パイプおよび内部パイプからそれぞれ送り出し、一方で、冷却浴中に浸し、固化させる。このようにして、中空糸膜が形成される。この場合には、管腔形成流体として、ガスまたは液体が使用され得る。しかし、いくつかの実施形態では、６０〜１００パーセントの貧溶媒、例えば、水を含有する、冷却液と同一液体が使用されることが好ましい。この場合には、管腔形成流体および冷却浴中の冷却液体の組成を変更することによって、三次元網目状構造を有する中空糸膜を提供することができる。管腔形成流体は、冷却しながら供給されてもよい。しかし、冷却浴が、中空糸膜を固化する十分な力を有する場合には、管腔形成流体は冷却せずに供給されてもよい。
【０１０１】
多孔性膜を平膜で形成する場合には、樹脂溶液を調製した後に、ポリマー溶液を、スリット押出ヘッドから送り出し、冷却浴中で固化してもよい。この場合には、平膜の一方の表面と、およびもう一方の表面と接触する冷却液体の組成を調整することによって、または冷却浴を平膜の一方の表面のみと接触させることによって、得られる平膜は、三次元網目状構造および球状構造の両方を有し得る。平膜の一方の表面と、およびもう一方の表面と接触する冷却液体組成を変更する方法は、特に限定されない。しかし、例えば、冷却液体は、平膜の一方の側から噴霧され、別の冷却液体がもう一方の側から噴霧される。平膜の一方の側のみを冷却浴と接触させるための方法は、特に限定されない。しかし、例えば、平膜を、冷却浴の表面上に浮かべてもよく、または冷却液体を、平膜の一方の側のみから噴霧してもよい。
【０１０２】
いくつかの実施形態では、図３に示されるように、多孔性フィルム１０は、壁エレメント１２を有し得る。いくつかの実施形態では、壁エレメント１２は、ポリマーマトリックス１４内に規定される複数の孔２０を有する。複数の光触媒粒子１６は、マトリックス１４内に配置され得る。いくつかの実施形態では、孔は、一般に、およそ０．０１ミクロン〜約１０ミクロンの直径の、円形（球状）または楕円形、例えば、ポケット型であり得る。
【０１０３】
いくつかの実施形態では、図４に示されるように、多孔性光触媒エレメント、例えば、フィルム１０は、ポリマーマトリックス１４内に規定される複数の孔２０を有する。いくつかの実施形態では、多孔性フィルム１０は、ｚ（深さ）寸法に対して、相当に大きいｘ（幅）およびｙ（長さ）寸法を有する。この実施形態では、孔は、一般に、一部の場合には、一方の側からもう一方の側に完全に伸長するか、および／または一方の側からフィルム中に相当な距離伸長するが、貫通はしない管状または細長い形態を有し得る。いくつかの実施形態では、孔は、エレメントの表面に対して実質的に垂直に伸長し得る。いくつかの実施形態では、孔は、一般に、円筒形であり得る。いくつかの実施形態では、孔は、指型の孔であり得る。図６Ａ、６Ｂ、６Ｃおよび６Ｄを参照のこと。複数の光触媒粒子１６が、マトリックス１４内に配置され得る。いくつかの実施形態では、孔は、ポケット型の孔、一般に、およそ０．０１ナノメートル〜約５００ナノメートルの直径の円形（球状）または楕円形であり得る。図７を参照のこと。
【０１０４】
いくつかの実施形態では、図４に示されるように、多孔性フィルム１０は、壁１２によって規定され、壁がポリマーマトリックス１４を含む、複数の孔２２を有し得る。この実施形態では、孔２２は指様であり得、例えば、一般に、一部の場合には、一方の側からもう一方の側に完全に伸長するか、および／または一方の側からフィルム中に相当な距離伸長するが、貫通はしない管状または細長い形態を有し得る。複数の光触媒粒子１６が、マトリックス１４内に配置され得る。
【０１０５】
いくつかの実施形態では、図５に示されるように、多孔性エレメント１０は、一般に管状立体配置を有する。いくつかの実施形態では、多孔性エレメント１０は、一般に、ｕ型管の形態であり得る。いくつかの実施形態では、管状多孔性エレメントは、指型孔２２を規定する壁１２を有し得る。いくつかの実施形態では、管状部材の壁は、図３および／または図４に関して記載されるものと同様であり得る。
【０１０６】
ポケット型とは、三次元網目状構造の孔の大きさが、好ましくは、５ｎｍ〜１ミクロンの範囲、より好ましくは、１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲であることを意味する。図７を参照のこと。指型孔は、約０．１ミクロン〜５０ミクロンの範囲、１ミクロン〜１０ミクロンの範囲であり得る三次元網目状構造の平均の孔の大きさを有し得る。図６Ｃおよび６Ｄを参照のこと。三次元網目状構造の平均の孔の大きさとは、三次元網目状構造中の孔の平均直径を指す。平均の孔の大きさを調べるために、多孔性膜の横断面を、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）などによって、孔が明確に観察されることを可能にする倍率で撮影し、任意の１０以上の孔、好ましくは、任意の２０以上の孔の直径を測定し、数平均をとる。また、平均の孔の大きさは、孔の平均直径が測定される画像処理システムを使用して決定してもよい。この場合には、等価円の平均直径は孔の平均直径として定義される。等価円の平均直径が、表現（ａ＋ｂ）０．５（式中、ａおよびｂは、それぞれ、楕円型孔の幅および長さである）によって決定される。
【０１０７】
なお、本発明の光触媒エレメントは、本発明の目的を阻害しない範囲において、必要に応じて、樹脂多孔質基材および光触媒以外の要素をさらに含んでいてもよい。例えば、光触媒は樹脂多孔質基材上に直接的に担持されていてもよいが、光触媒保護層や菌吸着層等のその他の層を介して担持されていてもよい。
【０１０８】
また、本発明の光触媒エレメントは、その表面に、例えば粘着剤層等のその他の層をさらに有していてもよい。例えば、シート状の樹脂多孔質基材（多孔シート）における光触媒が担持された面とは反対側の面に粘着剤層をさらに備えた光触媒シートなどが挙げられる。粘着剤層をさらに備えた一実施形態（例えば、上述の粘着剤層を有する光触媒シート）によれば、本発明の光触媒エレメントが用いられる用途に応じて、当該光触媒エレメントを、粘着剤層を介して種々の場所に張り付けた状態で使用することができる。例えば、光触媒エレメントを使用する用途に応じて使用される器具、装置、容器、包装、部材等や、光触媒エレメントを使用する環境下における壁面、底面、天井等の種々の被着体に、粘着剤層を介して光触媒エレメントを貼り付けた状態で使用することができる。
【０１０９】
本実施形態において、使用される粘着剤層を構成する粘着剤としては、特に限定されるものではなく、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤等、従来公知の粘着剤を適宜使用することができる。なお、本実施形態においては、光触媒エレメントを被着体に粘着剤層を介して貼り付けて使用するまでの間、剥離ライナー等で粘着剤層を保護しておくことが好ましい。
【０１１０】
なお、本発明の光触媒エレメントには、光触媒エレメントが用いられる環境により求められる特性に応じて、光触媒エレメントを構成する各層のいずれかあるいは複数に、消臭処理、抗菌処理、着色処理等の各種処理が施されてもよい。例えば、樹脂多孔質基材に消臭処理を施すにあたっては、樹脂多孔質基材の表面に消臭性化合物をポリマーを介して付着（添着）させることや、樹脂多孔質基材の原材料に消臭性化合物を混合しておき、これを用いて樹脂多孔質基材を作製すること等により、樹脂多孔質基材に消臭性化合物を保持させてもよい。また、同様の手法により樹脂多孔質基材に抗菌剤を保持させることで樹脂多孔質基材に抗菌処理を施してもよいし、着色剤を保持させることで樹脂多孔質基材に着色処理を施してもよい。なお、樹脂多孔質基材以外の層（例えば、上述のその他の層）についても、同様の手法により各種処理を施すことができる。
【０１１１】
また、本発明の光触媒エレメントには、菌の吸着性を高めるため、活性炭、ゼオライト等の吸着剤を担持させてもよい。
【０１１２】
また、本発明の光触媒エレメントは、本発明の目的を阻害しない範囲において、複数の樹脂多孔質基材を備えていてもよい。
【０１１３】
本発明の光触媒エレメントは、モノリス構造を有する樹脂多孔質基材を備えていることにより、空間に浮遊している菌をその表面に吸着することができる。そして、当該吸着された菌は、光触媒エレメントにおける光触媒の奏する光触媒活性により効率的・効果的に分解される。したがって、上記した構成を備える本発明の光触媒エレメントは、優れた抗菌性を有する。
【０１１４】
本発明の光触媒エレメントは、上記のように優れた抗菌性を有するため、抗菌性が所望される種々の用途に用いられる抗菌材として使用可能である。
例えば、果実、野菜、穀物、花卉等の植物の栽培、流通あるいは保存時や、青果、穀物、精肉、鮮魚等の生鮮食品、各種加工食品、飲料等の飲食品の流通あるいは保存時などにおいて、カビの発生を防止することが求められている。本発明の光触媒エレメントは、これら植物や飲食品等の対象物の近傍に設置され、光を照射されることにより、上述のように優れた抗菌作用を示し、カビの発生を有効に防止することができる。特に、イチゴ、トマト、みかん等、カビが発生しやすい対象物に対して用いる場合において、本発明の光触媒エレメントは特に有用に用いることができる。
なお、この場合において、本発明の光触媒エレメントは、対象物に直接的に接するように設置されてもよく、あるいは、本発明の抗菌性を有効に発揮する範囲において、対象物との距離をおいて設置されてもよい。
【０１１５】
また、本発明の光触媒エレメントは、風呂場、洗面所、トイレ等、抗菌性が所望される空間内に設置されることによっても、その優れた抗菌性を発揮しうるものである。
また、本発明の光触媒エレメントは、抗菌性のみならず、光触媒活性による消臭・脱臭性などをも発揮しうるものである。したがって、本発明の光触媒エレメントは、例えば消臭・脱臭作用が求められる用途にも適用可能である。
【実施例】
【０１１６】
以下、本発明につき、実施例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。
【０１１７】
（実施例１）
２種類のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（三菱化学（株）：ｊＥＲ８２７：９．９ｋｇとｊＥＲ１００９：４．２ｋｇ）とビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン３．１ｋｇ、及び、ポリエチレングリコール（三洋化成（株）、ＰＥＧ２００）３４．９ｋｇを内側に離型剤を塗布した５０リットルのＳＵＳ製円筒形容器に入れ、混合撹拌した後、室温（２３℃）で半日（１２時間）硬化させることでエポキシ樹脂硬化体を得た。その後、この硬化体を切削旋盤装置にて厚さ約１００μｍで切削してシート化した後、純水中でポリエチレングリコールを除去し、乾燥することで、厚さ８８μｍ、平均孔径２７０ｎｍのエポキシ樹脂多孔シートを得た。このエポキシ樹脂多孔シートから、長さ１５ｃｍ×幅１０ｃｍのエポキシ樹脂多孔シート（厚さ８８μｍ、平均孔径２７０ｎｍ）を切り出した。当該エポキシ樹脂多孔シートを、以下のようにして、光触媒エレメント（光触媒シート）の樹脂多孔質基材として用いた。
【０１１８】
次に、エアロゾルデポジション装置（キャリアガス：酸素ガス）を用意し、その成膜チャンバー（２２℃）内において、基板ホルダーの台座に、上記により得られたエポキシ樹脂多孔シートを設置した。
【０１１９】
なお、このとき、成膜ノズルの噴射口とエポキシ樹脂多孔シートの表面との間隔が、２０ｍｍとなるように調節した。
【０１２０】
一方、ナスフラスコ５００ｍｌ中に、ＴｉＯ２粉末（光触媒、平均粒径０．０３μｍ、日本アエロジル株式会社製）２５ｇ、及びイオン交換水２５０ｍｌを加え、室温で撹拌を行い、粒子を均一に分散させて、ＴｉＯ２粉末の水分散液を作製した。
次に、塩化銅（ＩＩ）二水和物（和光純薬工業株式会社製）０．６８ｇをイオン交換水５ｍｌに溶解させ、塩化銅（ＩＩ）水溶液をＴｉＯ２粉末の水分散液に加えた。次に、９０℃で加熱しながら撹拌を１時間行い、Ａ液を作製した。
次に、水酸化ナトリウム１．２５５ｇをイオン交換水２５ｍｌに溶解した水酸化ナトリウム水溶液をＡ液に加え、溶液のｐＨを３から１１に増加させ、Ｂ液を作製した。
次に、グルコース（和光純薬工業株式会社製）６．２７５ｇをイオン交換水３７．５ｍｌに溶解したグルコース水溶液をＢ液に加え、さらに９０℃で加熱しながら１時間撹拌し、酸化チタン粒子の表面上に、酸化銅（Ｉ）及び酸化銅（ＩＩ）の粒子を析出させた。
次に、反応後の粒子を濾過後、十分に水洗浄を行い、１００℃で粒子を乾燥させた。以上より、ＣｕｘＯ担持型ＴｉＯ２粉末（助触媒担持型光触媒）を作製した。得られた粉末のＩＣＰ分析結果により、酸化チタン１００重量部に対して、１．０重量部の酸化銅粒子が担持していることを確認した。
このＣｕｘＯ担持型ＴｉＯ２粉末（助触媒担持型光触媒）３０ｇを、５００ｍＬのガラス製エアロゾルチャンバーに投入した。
【０１２１】
その後、ガス管開閉弁を閉とし、また、連結管開閉弁を開とするとともに、メカニカルブースターポンプおよびロータリーポンプを駆動させることにより、成膜チャンバー内およびエアロゾルチャンバー内を、５０Ｐａまで減圧した。
【０１２２】
次いで、酸素ガスの流量が７Ｌ／分となるようにガス流量計により調整し、また、エアロゾルチャンバーを振盪器により振動させながら、ガス管開閉弁を開とした。これによって、エアロゾルチャンバー内において、ＣｕｘＯ担持型ＴｉＯ２粉末をエアロゾル化し、得られたエアロゾルを、成膜ノズルから噴射させた。
【０１２３】
なお、このときのエアロゾルチャンバー内の圧力は、約５００００Ｐａであり、成膜チャンバー内の圧力は、約２８０Ｐａであった。また、成膜チャンバー内の温度は、２５℃であった。
【０１２４】
そして、基板ホルダーのステージによって、エポキシ樹脂多孔シートが固定された台座を移動速度（相対速度）４ｍｍ／秒でｘ−ｙ方向に移動させるとともに、成膜ノズルから噴射されるエアロゾルを、エポキシ樹脂多孔シートの表面に噴き付けた。
【０１２５】
上記噴き付けを適宜繰り返し重ねて実施することにより、エポキシ樹脂多孔シートの表面に、厚み１μｍの光触媒層を担持させた。これにより、実施例１の光触媒エレメント（触媒シート）を作製した。なお、実施例１の光触媒エレメント（光触媒シート）における光触媒層においては、光触媒としてのＴｉＯ２粒子に、助触媒としてのＣｕｘＯ粒子が担持されていることが、走査型電子顕微鏡により確認された。
【０１２６】
（実施例２）
実施例２においては、まず、ＴｉＯ２粉末の代わりにＳｎＯ２粉末（光触媒、平均粒径０．０１５μｍ、関東化学株式会社製）を用いた以外は実施例１と同様にして、ＣｕｘＯ担持型ＳｎＯ２粉末を作製した。なお、得られた粉末のＩＣＰ分析結果により、酸化スズ１００重量部に対して、１．０重量部の酸化銅粒子が担持していることを確認した。その後、ＣｕｘＯ担持型ＴｉＯ２粉末の代わりに作製したＣｕｘＯ担持型ＳｎＯ２粉末を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例２の光触媒エレメント（光触媒シート）を作製した。
なお、実施例２の光触媒エレメント（光触媒シート）における光触媒層においては、光触媒としてのＳｎＯ２粒子に、助触媒としてのＣｕｘＯ粒子が担持されていることが、走査型電子顕微鏡により確認された。
【０１２７】
（実施例３）
実施例３においては、実施例１で使用したＣｕｘＯ担持型ＴｉＯ２粉末の代わりに、ＷＯ３粉末１５ｇ（光触媒、平均粒径０．２５μｍ、株式会社高純度化学研究所製）及びＣｅＯ２粉末１５ｇ（助触媒、平均粒径０．０２５μｍ、Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ（ＪＡＰＡＮ）製）を配合したものを用いたこと以外は実施例１と同様にして、実施例３の光触媒エレメント（光触媒シート）を作製した。
【０１２８】
（実施例４）
実施例４においては、実施例１で使用したＣｕｘＯ担持型ＴｉＯ２粉末の代わりに、ＷＯ３粉末３０ｇ（光触媒、平均粒径０．２５μｍ、株式会社高純度化学研究所製）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、実施例４の光触媒エレメント（光触媒シート）を作製した。
【０１２９】
（比較例１）
比較例１においては、実施例１で作製したモノリス構造を有するエポキシ樹脂多孔シートの代わりにＰＥＴシート（長さ１５ｃｍ×幅１０ｃｍ×厚み１００μｍ、東レ株式会社製）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、比較例１の光触媒エレメント（光触媒シート）を作製した。
【０１３０】
（抗菌性の評価）
各実施例及び比較例の光触媒エレメント（光触媒シート）について、抗菌性を以下のようにして評価した。
容積が３Ｌ（縦１５ｃｍ×横２０ｃｍ×高さ１０ｃｍ）の透明な容器の底面に、上記のように作製した光触媒シート（長さ１５ｃｍ×幅１０ｃｍ）を設置し、その光触媒シートの上にイチゴを５個等間隔で設置した。その後、容器を密閉し、室温（２３℃）下、容器に蛍光灯の光を照度：１０００Ｌｘで照射されるようにして、１週間照射した。１週間後、イチゴの表面に発生するカビの有無を目視で確認した。結果を表１に示す。
【０１３１】
【表１】
0006619354.tif 000002
【０１３２】
表１に示すように、実施例１〜４の光触媒シートによればイチゴ表面へのカビの発生は無く、実施例１〜４の光触媒シートは優れた抗菌性を有することが分かった。これは、実施例１〜４の光触媒シートはモノリス構造を有するエポキシ樹脂多孔シートを用いているため、容器内の空気中の浮遊菌を吸着し、その吸着された菌が、光触媒の光触媒活性により効果的に分解されたためと考察される。
一方、比較例１の光触媒シートでは、イチゴ表面へのカビの発生を防止することはできなかった。これは、比較例１の光触媒シートではモノリス構造を有していないＰＥＴシートを用いているため、容器内の空気中の浮遊菌が当該光触媒シートに吸着されず、光触媒による光触媒活性によっても、当該浮遊菌を十分に分解できなかったためと考察される。
【０１３３】
（実施例５）
ナスフラスコ５００ｍｌ中に、ＴｉＯ２粉末（商標名：スーパータイタニア、グレードＧ−１、平均粒径０．２５μｍ、昭和電工株式会社製）２５ｇ、及びイオン交換水２５０ｍｌを加え、室温で撹拌を行い、粒子を均一に分散させて、ＴｉＯ２粉末の水分散液を作製した。
次に、塩化銅（ＩＩ）二水和物（和光純薬工業株式会社製）０．６８ｇをイオン交換水５ｍｌに溶解させ、塩化銅（ＩＩ）水溶液をＴｉＯ２粉末の水分散液に加えた。次に、９０℃で加熱しながら撹拌を１時間行い、Ａ液を作製した。
次に、水酸化ナトリウム１．２５５ｇをイオン交換水２５ｍｌに溶解した水酸化ナトリウム水溶液をＡ液に加え、溶液のｐＨを３から１１に増加させ、Ｂ液を作製した。
次に、グルコース（和光純薬工業株式会社製）６．２７５ｇをイオン交換水３７．５ｍｌに溶解したグルコース水溶液をＢ液に加え、さらに９０℃で加熱しながら１時間撹拌し、酸化チタン粒子の表面上に、酸化銅（Ｉ）及び酸化銅（ＩＩ）の粒子を析出させた。
次に、反応後の粒子を濾過後、十分に水洗浄を行い、１００℃で粒子を乾燥させた。以上より、ＣｕｘＯ担持型ＴｉＯ２粉末（助触媒担持型光触媒）を作製した。得られた粉末のＩＣＰ分析結果により、酸化チタン１００重量部に対して、１．０重量部の酸化銅粒子が担持していることを確認した。上記の方法により、エポキシ樹脂硬化体に混合するＣｕｘＯ担持型ＴｉＯ２粉末を適量合成した。
このＣｕｘＯ担持型ＴｉＯ２粉末（助触媒担持型光触媒）６７０ｇに、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（三菱化学（株）：ｊＥＲ８２８：２ｋｇと４，４′‐メチレンビス（シクロヘキサンアミン）４５０ｇ、及び、ポリエチレングリコール（三洋化成（株）、ＰＥＧ２００）４．５ｋｇを内側に離型剤を塗布した１５ＬのＳＵＳ製円筒形容器に入れ、混合撹拌した後、１００℃で１２時間硬化させることでエポキシ樹脂硬化体を得た。その後、この硬化体を切削旋盤装置にて厚さ約１００μｍで切削してシート化した後、純水中でポリエチレングリコールを除去し、乾燥することで、厚さ８８μｍ、平均孔径６００ｎｍの光触媒含有エポキシ樹脂多孔シートを得た。この光触媒含有エポキシ樹脂多孔シートから、長さ１５ｃｍ×幅１０ｃｍの光触媒含有エポキシ樹脂多孔シート（厚さ８８μｍ、平均孔径６００ｎｍ）を切り出した。
【０１３４】
図９に、光触媒含有エポキシ樹脂多孔シートの表面ＳＥＭ観察像を示す。
【０１３５】
（実施例Ａ）Ｐ−ｃａｔを添加した多孔性ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）膜
ＰＥＳが完全に溶解したと思われるまで連続撹拌しながら、８．０グラムのＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を含有する２００ｍＬのガラスジャーに、平均分子量が５０，０００であり、多分散性指数が約３．４であるポリエーテルスルホンフレーク（１０．０グラム）を徐々に添加して、約２０重量％のＰＥＳ溶液を作製した。
【０１３６】
複数位相ｎ型半導体を、以下に記載されるようにＣｕｘＯ上に添加した。複数位相ｎ型半導体（商品名「Ｐ２５」［ＥｖｏｎｉＫ  Ｄｅｇｕｓｓａ、米国、ニュージャージー州］の下で販売される８７％アナターゼ相ＴｉＯ２／１３％ルチル相ＴｉＯ２）の銅の重量分率は、約０．０１であった。次いで、ＣｕＣｌ２・２Ｈ２Ｏの１５ｍＬの水性溶液（２６．８ｍｇ）を、１ｇのＰ２５とともに約９０℃で１時間撹拌した。次いで、反応混合物に、ＮａＯＨ（２５ｍｇ）およびグルコース（１２５ｍｇ）を含有する１．５ｍＬの水性溶液を、約９０℃で撹拌しながら添加した。グルコースおよびＮａＯＨの水性溶液を添加した後、混合物をさらに約１時間撹拌し、次いで、室温に冷却し、続いて、０．０５ミクロンの膜を通して濾過し、１００ｍＬ〜１５０ｍＬの脱イオン（Ｄ．Ｉ．）水を用いて洗浄し、最後に、空気乾燥機中、１１０℃で約２時間乾燥させた。
【０１３７】
次いで、０．２ｇのそのように作製した、名目上の銅含量が０．１重量％である銅が担持された酸化チタン粒子を、２０ｍＬのガラスバイアル中の、４ｍＬのＮ−メチル−２−ピロリドンと混合した。Ｐ−ｃａｔ懸濁液に、さらに２０μＬの、Ｎ−メチル−２−ピロリドン中、１重量％のＧ−７００（共栄社、日本）を含む界面活性剤溶液を添加した。超音波処理分散によって生じる熱を消失させるためにガラスバイアルを氷によって冷却しながら、約４〜８の強度レベルで、約１５分間、超音波処理ホーン（製造業者、位置）を使用することによって混合物を分散させた。超音波処理ホーンを用いて処理されたＰ−ｃａｔ懸濁液を、３０μｍの開口部を有するステンレス鋼篩を備えたフィルターに通した。
【０１３８】
濾過したＰ−ｃａｔ懸濁液を、ＰＥＳ溶液に添加し、遊星型ミキサー（ＴＨＩＮＫＹ  ＡＲ−３１０、日本）を用いて、２０００ｒｐｍで約２分間混合し、２２００ｒｐｍで約１分間消泡して、均一なポリマー溶液を得た。得られたポリマー懸濁液の粘度は、約５０，０００ｍＰａ・ｓと測定された。
【０１３９】
約１０ｍｉｌ（１ｍｉｌは、１／１０００インチに等しい）のギャップセットを有するドクターブレードを用いるテープ成形によって、ガラスプレート上にポリマーフィルムを形成した。得られた成形ポリマーフィルムを、脱イオン水を含有する凝固浴中に浸漬した。浴温度は、約２５℃で維持した。凝固浴中で成形フィルムを約５分間維持する工程によって不透明な多孔性フィルムを形成した。次いで、多孔性フィルムを脱イオン水ですすぎ、周囲雰囲気および温度で一晩乾燥させて、Ｐ−ｃａｔが添加された多孔性ＰＥＳ膜を得た。
【０１４０】
高度に多孔性のフィルムが形成され、理論に捉われようとは思わないが、それは、幾分かは、ポリマー溶液および水における溶媒の交換のためと考えられる。孔の大きさは、１μｍ〜１０μｍの範囲であった。すべての孔が円筒状であり、フィルム表面に対して垂直な方向に並んでいると観察された。また、Ｐ−ｃａｔ粒子は、ＳＥＭによって、孔を封鎖することなく、表面および孔上に均一に分配していると観察された。整列された孔の間の壁は多孔性であった。
【０１４１】
（実施例Ｂ）
抗菌活性
大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）（ＡＴＣＣ８７３９）の光触媒不活性化
方法：
７０％のイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、１００％のエタノール（ＥｔＯＨ）の逐次適用によって、基板（１インチ×２インチガラススライド）を調製し、次いで、空気中で乾燥させた。多孔性光触媒材料は上記の実施例１に記載されるように合成された。コーティングされた基板を、湿度を維持するための水に浸漬した濾紙を入れたガラスディッシュ中に入れ、それらを分離するために基板と濾紙の間にガラススペーサーを挿入した。
大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）（ＡＴＣＣ８７３９）を、約２０ｍｌのＬＢ（溶原培養液／ルリア培養液）寒天を含有する１０ｃｍ径のペトリ皿上に画線し、約３７℃で一晩インキュベートした。各実験について、単一コロニーを選び取り、約３ｍＬの栄養培養液に播種し、播種培養物を約３７℃で約１６時間インキュベートして、一晩培養物（〜１０９個細胞／ｍＬ）を作製した。一晩培養物を×１００希釈することによって一晩培養物の新鮮な対数期培養物を得、ＬＢ寒天を入れた別の５ｃｍペトリ皿に播種し、約３７℃で約２．５時間インキュベートした。新鮮な培養物を、０．８５％生理食塩水を用いて５０×希釈し、これにより、約２×１０６個細胞／ｍＬの細胞懸濁液が得られた。５０μＬの細胞懸濁液を、各々蒸着されたガラス基板上にピペットで移した。滅菌された（７０％、次いで、１００％のＥｔＯＨで）プラスチックフィルム（２０ｍｍ×４０ｍｍ）を懸濁液の上に置いて、フィルムの下に均一に広げた。試料は、暗所（ＣｕｘＯ２−暗）で維持し、又は、次いで青色ＬＥＤ光（４５５ｎｍ、１０ｍＷ／ｃｍ２）下で照射した（ＣｕＯ２−明）。選択された時点、例えば、３０分／６０分の増加で、試料を１０ｍＬの０．８５％の生理食塩水に入れ、細菌を洗浄除去するためにボルテックス処理した。洗浄した懸濁液を保持し、次いで、０．８５％の生理食塩水を使用して段階希釈し、次いで、ＬＢ寒天上にプレーティングし、約３℃で一晩インキュベートして、ＣＦＵ／試料として生細胞数を決定した。
【０１４２】
結果が図８に示されている。フレキシブルな銅イオンの存在のために、暗所でさえも、約３０分以内に大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）死滅特性が観察されたと思われる。したがって、多孔性の添加される材料は、大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）死滅にとって良好な機能性材料であると思われる。
【０１４３】
別段の指示がない限り、本明細書および請求項の中で用いられる成分量、分子量などの特性、反応条件などを表すすべての数は、すべての場合、用語「約」によって修飾されていると理解しなければならない。したがって、相反する指示がない限り、本明細書および添付の請求項の中で示される数値パラメータは、得ようと努める所望の特性に依存して変わることがある近似値である。最低でも、また、請求項の範囲への均等論の適用を制限する試みとしてではなく、各数値パラメータを、少なくとも、報告する有効数字の数に照らして、また通常の四捨五入技術を適用することによって、解釈すべきである。
【０１４４】
本発明を説明する文脈で（特に、後続の請求項の文脈で）用いる用語「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」および類似の指示対象は、本明細書の中で別段の指示がない限り、または文脈との明らかな矛盾がない限り、単数形と複数形の両方を包含すると解釈すべきである。本明細書に記載されるすべての方法は、本明細書の中で別段の指示がない限り、または文脈との明らかな矛盾がない限り、任意の適する順序で行うことができる。本明細書に提供されるありとあらゆる例または例示的な言葉（例えば、「などの」）の使用は、単に本発明をより十分に明らかにすることを意図したものであり、いずれの請求項の範囲に対しても制限を課さない。本明細書には、本発明の実施に不可欠な何らかの請求項不記載要素を示すと解釈すべき言葉はない。
【０１４５】
本明細書に開示される代替要素または実施形態の群化は、限定と解釈すべきでない。個々に、または本明細書中で見つけられる他の群構成単位または他の要素との任意の組み合わせで、各群構成単位に言及することおよび各群構成単位を請求項に記載することがある。ある群の１つ以上の構成単位が、便宜および／または特許性の理由で、ある群に含まれることもあり、またはある群から削除されることもある。いずれかのこのような包含または削除があるとき、本明細書は、添付の請求項で用いられるすべてのマーカッシュ群の記述説明を満たすように修飾されるその群を含有すると考えられる。
【０１４６】
本発明を実施するための本発明者らが知る最良の様式を含む特定の実施形態を本明細書に記載する。もちろん、記載されるこれらの実施形態に対する変形は、上述の説明を読むことで当業者には明らかになるだろう。本発明者らは、このような変形を適宜用いることを当業者に期待し、また本発明者らは、本明細書に具体的に記載されるものとは別様に本発明が実施されることを意図している。したがって、本請求項は、適用法によって許される、本請求項の中で列挙される主題のすべての改変および等価物を含む。さらに、本明細書の中で別段の指示がない限り、または文脈との明らかな矛盾がない限り、上記要素の、それらのすべての可能な変形での、任意の組み合わせが企図される。
【０１４７】
締めくくりに、本明細書に開示される実施形態は、本請求項の原理の例証となるものであることは理解されなければならない。用いることができる他の改変は、本請求項の範囲内にある。それ故、限定としてではなく例として、代替実施形態を本明細書における教示に従って用いることができる。したがって、本請求項は、示され、記載されるまさにその通りの実施形態に限定されない。
【０１４８】
本願は、２０１４年３月１１日に出願された米国仮出願第６１／９５０，９８２号および２０１４年５月３０日に出願された特願２０１４−１１３００２号に基づいており、それらの内容は参照により本明細書に援用される。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
本発明の光触媒エレメントは、優れた抗菌性を有するため、抗菌性が所望される種々の用途において使用可能である。例えば、本発明の光触媒エレメントは、植物の栽培、流通あるいは保存時や、飲食品の流通あるいは保存時などにおいてカビの発生を防止するために有用である。また、本発明の光触媒エレメントは、抗菌性が所望される空間内に設置されることによっても、その優れた抗菌性を発揮するものである。また、本発明の光触媒エレメントは、その光触媒活性を利用して、例えば、消臭・脱臭作用が求められる用途にも適用可能である。
【図１】
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【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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【図９】
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