(57)【要約】【課題】基体に担持する光触媒の表面積が大きいと共にその取扱いが容易であり、尚且つ製造容易な光触媒担持体の実現。【解決手段】多数の繊維１２が絡み合って形成された不織布で基体１４を形成すると共に、不織布を構成する繊維１２の表面に光触媒１６を担持した光触媒担持体１０。この光触媒担持体１０の製造方法は、高融点材料より成る繊維１２を低融点材料より成る繊維２０で被覆して成る複合繊維２２の集積体を形成する工程と、低融点材料より成る繊維２０の融点より高く、且つ、高融点材料より成る繊維１２の融点より低い温度で、上記集積体を加熱して低融点材料より成る繊維２０のみを溶融させ、高融点材料より成る繊維１２の交差部分を、溶融した低融点材料より成る繊維２０を介して接着して不織布より成る基体１４を形成する工程と、粒子状の光触媒１６を、溶融した低融点材料より成る繊維２０を介して、不織布を構成する繊維１２の表面に接着する工程を備える。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の繊維が絡み合って形成された不織布で基体を形成すると共に、上記不織布を構成する繊維に光触媒を担持したことを特徴とする光触媒担持体。
【請求項２】
上記基体を略円筒状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の光触媒担持体。
【請求項３】
多数の繊維の集合体より成る紐を略格子状に織り込むと共に、上記紐の表面に光触媒を担持させて形成した織布を、上記基体の外面に接合したことを特徴とする請求項１又は２に記載の光触媒担持体。
【請求項４】
多数の繊維が絡み合って形成された不織布で基体を形成すると共に、上記不織布を構成する繊維に光触媒を担持して成る光触媒担持体の製造方法であって、
高融点材料より成る繊維を低融点材料より成る繊維で被覆して形成した複合繊維の集積体を形成する工程と、
上記複合繊維を構成する低融点材料より成る繊維の融点より高く、且つ、高融点材料より成る繊維の融点より低い温度で、上記複合繊維の集積体を加熱して低融点材料より成る繊維のみを溶融させ、高融点材料より成る繊維の交差部分を、溶融した低融点材料より成る繊維を介して接着することにより、不織布より成る上記基体を形成すると共に、粒子状の光触媒を、溶融した低融点材料より成る繊維を介して、不織布を構成する繊維の表面に接着する工程と、
を備えたことを特徴とする光触媒担持体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、基体に光触媒を担持させて成る光触媒担持体に係り、特に、基体に担持する光触媒の表面積が大きいと共にその取扱いが容易であり、尚且つ製造容易な光触媒担持体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
酸化チタン（ＴｉＯ２）等の光触媒は、紫外線の照射を受けると活性化して強力な酸化還元作用を生じ、窒素酸化物（ＮＯＸ）、硫黄酸化物（ＳＯＸ）等の有害化合物や汚濁物等を効果的に分解する作用を発揮するものであることから、基体に光触媒を担持させて成る光触媒担持体を用いて空気や水の浄化を行う試みが成されている。
ところで、上記光触媒による有害化合物や汚濁物等の分解は、これら有害化合物や汚濁物等が光触媒に接触することによって生じる作用である。従って、光触媒による空気や水の浄化能力を向上させるためには、光触媒の表面積をできるだけ拡大することが望ましい。
【０００３】
そこで、本出願人は、先に、基体の表面に、表面を光触媒で被覆された多数の繊維状体を、上記基体表面に対して立設状態で被着して成る光触媒担持体を提案した（特願２００２−３１１０４３号）。
図１０に示すように、この光触媒担持体６０は、ガラス、樹脂、金属等の適宜な材料より成る平板状の基体６２の表面に、アナターゼ型の酸化チタン（ＴｉＯ２）より成る光触媒６４で被覆された多数の細長い繊維状体６６が、接着剤６８を介して、上記基体６２表面に対して略垂直に立設状態で被着されている。この繊維状体６６は、図１１及び図１２に示すように、ガラス繊維や樹脂繊維等の繊維７０の表面に光触媒６４をコーティングして構成されているものである。
【０００４】
上記光触媒担持体６０における繊維状体６６表面の光触媒６４に、図示しない紫外線ランプ等からの紫外線が照射されると、光触媒６４が活性化して該光触媒６４表面に接触した空気や水の浄化を行うことができるのである。
而して、上記光触媒担持体６０にあっては、光触媒６４で被覆された多数の繊維状体６６を、基体６２表面に対して略垂直に立設状態で被着したことから、基体６２の表面積が、被着された多数の繊維状体６６の表面積分増大することとなり、この結果、基体６２表面に配置される光触媒６４の表面積を飛躍的に拡大することができるのである。
【０００５】
上記光触媒担持体６０において、基体６２表面への繊維状体６６の被着は、静電植毛法を用いて行われる。これは、繊維状体６６を、静電気を利用して立毛させた状態で、接着剤６８の塗布された基体６２表面に植毛するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記光触媒担持体６０は、基体６２の表面に、光触媒６４で被覆された多数の細長い繊維状体６６を略垂直に立設状態で被着していたが、基体６２表面の繊維状体６６に触れる等して外力が加えられると、繊維状体６６が比較的簡単に剥離してしまうため、その取扱いが不便であった。
また、上記光触媒担持体６０は、静電植毛法を用いて、基体６２表面への繊維状体６６の被着を行っていたことから、繊維状体６６や基体６２表面を帯電させるための設備や工程が必要であり、その製造が煩雑であった。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、基体に担持する光触媒の表面積が大きいと共にその取扱いが容易であり、尚且つ製造容易な光触媒担持体及びその製造方法の実現にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る光触媒担持体にあっては、多数の繊維が絡み合って形成された不織布で基体を形成すると共に、上記不織布を構成する繊維に光触媒を担持したことを特徴とする。
【０００９】
本発明の光触媒担持体にあっては、多数の繊維が絡み合って形成され、単位体積当たりの繊維の表面積が極めて大きい不織布を構成する繊維に光触媒を担持せしめたことから、基体に担持する光触媒の表面積を大きく確保することができる。
また、本発明の光触媒担持体は、基体を不織布で構成し、該不織布を構成する繊維に光触媒を担持せしめたことから、基体６２表面に、剥離し易い光触媒６４で被覆された繊維状体６６を被着した従来の光触媒担持体６０に比べて、その取扱いが容易である。
【００１０】
上記基体を略円筒状に形成しても良い。このように、基体を略円筒状に形成すれば、当該基体内部に、紫外線ランプ等の光源を挿通配置するができ、該光源から放射される全ての光触媒活性化作用を有する波長の光を無駄なく、基体に担持された光触媒に略均一に照射して活性化することができる。
【００１１】
多数の繊維の集合体より成る紐を略格子状に織り込むと共に、上記紐の表面に光触媒を担持させて形成した織布を、上記基体の外面に接合しても良い。この場合、基体を不織布で構成した光触媒担持体の強度を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明に係る光触媒担持体の製造方法は、多数の繊維が絡み合って形成された不織布で基体を形成すると共に、上記不織布を構成する繊維に光触媒を担持して成る光触媒担持体の製造方法であって、高融点材料より成る繊維を低融点材料より成る繊維で被覆して形成した複合繊維の集積体を形成する工程と、上記複合繊維を構成する低融点材料より成る繊維の融点より高く、且つ、高融点材料より成る繊維の融点より低い温度で、上記複合繊維の集積体を加熱して低融点材料より成る繊維のみを溶融させ、高融点材料より成る繊維の交差部分を、溶融した低融点材料より成る繊維を介して接着することにより、不織布より成る上記基体を形成すると共に、粒子状の光触媒を、溶融した低融点材料より成る繊維を介して、不織布を構成する繊維の表面に接着する工程と、を備えたことを特徴とする。
本発明の光触媒担持体の製造方法にあっては、高融点材料より成る繊維を低融点材料より成る繊維で被覆した複合繊維を用い、低融点材料より成る繊維のみを溶融させて接着剤として機能させることにより、不織布の形成と光触媒の担持を略同時に行うことができるので、極めて製造容易である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明に係る光触媒担持体の実施形態を説明する。
図１及び図２は、本発明に係る第１の光触媒担持体１０を示すものであり、該光触媒担持体１０は、多数の繊維１２が絡み合ってシート状に形成された不織布より成る基体１４と、図３及び図４に示すように、上記不織布を構成する繊維１２の表面に被着・担持された光触媒１６とから成る。
尚、光触媒１６は、図４に示したように、繊維１２の表面に緻密な膜状態で被着・担持される場合の他、繊維１２表面の光触媒１６の粒子間に微小な隙間が存在する状態で粗く被着・担持される場合もある。
【００１４】
上記繊維１２は、ナイロン、ポリエステル、アクリル、ポリプロピレン等の樹脂繊維、ガラス繊維、金属繊維等の短繊維から成り、その直径は５〜２０μｍ、長さは０．５〜２０ｍｍ程度である。
尚、長さが５０〜１００ｍｍ程度の長繊維から成る繊維１２を用いることも勿論可能である。
【００１５】
多数の上記繊維１２が絡み合ってシート状に形成された不織布は、繊維１２間に多数の空隙１８（図３参照）が形成されるため通気性、通水性に優れており、また、多数の繊維１２が立体的に絡み合っているため、単位体積当たりの繊維１２の表面積が極めて大きいものである。
尚、上記繊維１２の繊維密度や、不織布の厚さ、目付等を適宜調整することにより、不織布を構成する繊維１２の総表面積を任意に増減可能である。
【００１６】
上記光触媒１６は、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｒＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３、Ｆｅ２Ｏ３等、光触媒作用を有する金属酸化物で構成されるが、アナターゼ型の酸化チタンが、光触媒活性に優れており最も好適に使用できる。
また、上記光触媒１６は、紫外線の照射を受けて活性化する光触媒だけでなく、可視光の照射を受けて活性化する可視光型光触媒を用いることもできる。
【００１７】
以下において、上記第１の光触媒担持体１０の製造方法について説明する。
先ず、ポリプロピレン等の高融点材料より成る繊維１２を、ポリエチレン等の低融点材料より成る繊維２０で被覆した所定長さの複合繊維２２（図５参照）を多数準備し、カード法やエアレイ法等を用いて、これら多数の複合繊維２２より成るシート状の集積体（ウェブ）を形成する。
次に、複合繊維２２を構成する低融点材料より成る繊維２０の融点より高く、且つ、高融点材料より成る繊維１２の融点より低い温度で、複合繊維２２より成る上記シート状の集積体を加熱して低融点材料より成る繊維２０のみを溶融させると共に、粒子状の光触媒１６を上記集積体に吹き付ける。
この結果、高融点材料より成る繊維１２の交差部分が、溶融した低融点材料より成る繊維２０を介して接着することにより、不織布より成る上記基体１４が形成されると共に、粒子状の光触媒１６が、溶融した低融点材料より成る繊維２０を介して、不織布を構成する繊維１２の表面に接着・担持され、上記第１の光触媒担持体１０が完成する。
上記製造方法にあっては、高融点材料より成る繊維１２を低融点材料より成る繊維２０で被覆した複合繊維２２を用い、低融点材料より成る繊維２０のみを溶融させて接着剤として機能させることにより、不織布の形成と光触媒１６の担持を略同時に行うことができるので、極めて製造容易である。
【００１８】
尚、上記製造方法以外にも、例えば、光触媒の分散液中に不織布より成る基体１４を浸漬した後乾燥、焼成させることにより、不織布を構成する繊維１２の表面に光触媒１６を被着・担持させることもできる。
【００１９】
上記第１の光触媒担持体１０の基体１４である不織布の繊維１２表面の光触媒１６に、光触媒活性化作用を有する波長の光（紫外線や可視光）が照射されると、光触媒１６が活性化して該光触媒１６表面に接触した空気や水の浄化を行うことができるのである。
而して、上記第１の光触媒担持体１０にあっては、多数の繊維１２が立体的に絡み合って形成され、単位体積当たりの繊維１２の表面積が極めて大きい不織布を構成する繊維１２の表面に、光触媒１６を担持せしめたことから、基体１４に担持する光触媒１６の表面積を大きく確保することができる。また、不織布は通気性、通水性に優れていることから、光触媒１６と、空気や水との接触効率が良好である。
さらに、第１の光触媒担持体１０にあっては、基体１４を不織布で構成し、該不織布を構成する繊維１２の表面に光触媒１６を担持せしめたことから、基体６２表面に、剥離し易い光触媒６４で被覆された繊維状体６６を被着した従来の光触媒担持体６０に比べて、その取扱いが容易である。
【００２０】
尚、基体１４を不織布で構成した上記第１の光触媒担持体１０の強度を向上させるため、図６に示すように、表面に光触媒１６を担持させたシート状の織布２４を、基体１４の外面に接合しても良い。
この織布２４は、樹脂繊維、ガラス繊維、金属繊維等の多数の繊維（図示せず）を縒る等して形成した繊維の集合体より成る紐２６を、略格子状に織り込むと共に、該織布２４を構成する紐２６の表面に光触媒１６を担持させることにより形成されている（図７）。この織布２４は、紐２６間に多数の空隙２８が形成されるように粗織りされているため、通気性に優れている。
図６においては、基体１４の底面に上記織布２４を接合した場合が示されているが、基体１４の上面に上記織布２４を接合したり、或いは、基体１４の外面を上記織布２４で被覆した状態で接合しても良い。
【００２１】
上記織布２４と第１の光触媒担持体１０の基体１４外面との接合は、例えば、接着剤（図示せず）を介して行うことができる。
また、上記した複合繊維２２を用いて第１の光触媒担持体１０を製造する場合においては、溶融した低融点材料より成る繊維２０を介して、高融点材料より成る繊維１２の交差部分を接着することにより基体１４を形成すると共に、粒子状の光触媒１６を不織布を構成する繊維１２の表面に接着・担持させ、更に、溶融した低融点材料より成る繊維２０を介して、上記織布２４を第１の光触媒担持体１０の基体１４外面に接着すれば良い。
【００２２】
図８及び図９は、本発明に係る第２の光触媒担持体３０を示すものである。この第２の光触媒担持体３０は、多数の繊維１２が絡み合ってシート状に形成された不織布より成る基体３２が略円筒状に形成されている点に特徴を有し、その他の構成は、上記第１の光触媒担持体１０と実質的に同一である。図８及び図９において、３４は基体３２内部に挿通された紫外線ランプ等の光源である。
【００２３】
上記第２の光触媒担持体３０の基体３２である不織布の繊維１２表面の光触媒１６に、光源３４から放射された光触媒活性化作用を有する波長の光（紫外線や可視光）が照射されると、光触媒１６が活性化して該光触媒１６表面に接触した空気や水の浄化を行うことができるのである。
【００２４】
この第２の光触媒担持体３０にあっても、上記第１の光触媒担持体１０と同じく、多数の繊維１２が立体的に絡み合って形成され、単位体積当たりの繊維１２の表面積が極めて大きい不織布を構成する繊維１２の表面に光触媒１６を担持せしめたことから、基体３２に担持する光触媒１６の表面積を大きく確保することができる。また、不織布は通気性、通水性に優れていることから、光触媒１６と、空気や水との接触効率が良好である。
さらに、基体３２を不織布で構成し、該不織布を構成する繊維１２の表面に光触媒１６を担持せしめたことから、基体６２表面に、剥離し易い光触媒６４で被覆された繊維状体６６を被着した従来の光触媒担持体６０に比べて、その取扱いが容易である。
また、この第２の光触媒担持体３０にあっては、基体３２を略円筒状に形成しているので、当該基体３２内部に、紫外線ランプ等の光源３４を挿通配置するができ、該光源３４から放射される全ての光触媒活性化作用を有する波長の光を無駄なく、基体３２に担持された光触媒１６に略均一に照射して活性化することができる。
【００２５】
尚、第１の光触媒担持体１０の場合と同様に、基体３２を不織布で構成した第２の光触媒担持体３０の強度を向上させるため、表面に光触媒１６を担持させた上記織布２４を、基体３２の外面に接合しても良い。
【００２６】
上記においては、不織布を構成する繊維１２の「表面」に光触媒１６を担持せしめた場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、セルロース系の化学繊維であり、多数の孔を備えた多孔質構造を有するレーヨン繊維に粒子状の光触媒１６を練り混むことにより、繊維１２に光触媒１６を担持させても良い。この場合、光触媒１６は、レーヨン繊維で構成された繊維１２の表面のみならず、レーヨン繊維中にも担持されることとなるが、上記の通り、レーヨン繊維は多孔質構造であるため、孔を介して、繊維１２中に練り混まれた光触媒１６にも光触媒活性化作用を有する波長の光を照射して活性化できると共に、空気や水と接触させて浄化を行うことができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の光触媒担持体にあっては、多数の繊維が絡み合って形成され、単位体積当たりの繊維の表面積が極めて大きい不織布を構成する繊維に光触媒を担持せしめたことから、基体に担持する光触媒の表面積を大きく確保することができる。
また、本発明の光触媒担持体は、基体を不織布で構成し、該不織布を構成する繊維に光触媒を担持せしめたことから、基体６２表面に、剥離し易い光触媒６４で被覆された繊維状体６６を被着した従来の光触媒担持体６０に比べて、その取扱いが容易である。
【００２８】
本発明の光触媒担持体の製造方法にあっては、高融点材料より成る繊維を低融点材料より成る繊維で被覆した複合繊維を用い、低融点材料より成る繊維のみを溶融させて接着剤として機能させることにより、不織布の形成と光触媒の担持を略同時に行うことができるので、極めて製造容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の光触媒担持体を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明に係る第１の光触媒担持体を模式的に示す部分拡大図である。
【図３】本発明に係る第１の光触媒担持体を構成する繊維を模式的に示す拡大図である。
【図４】本発明に係る第１の光触媒担持体を構成する繊維を模式的に示す断面図である。
【図５】複合繊維を示す概略断面図である。
【図６】表面に光触媒を担持させた織布を、第１の光触媒担持体の基体の外面に接合した状態を模式的に示す正面図である。
【図７】表面に光触媒を担持させた織布を模式的に示す平面図である。
【図８】本発明に係る第２の光触媒担持体を模式的に示す縦断面図である。
【図９】本発明に係る第２の光触媒担持体を模式的に示す横断面図である。
【図１０】従来の光触媒担持体を示す断面図である。
【図１１】従来の光触媒担持体における繊維状体の拡大縦断面図である。
【図１２】従来の光触媒担持体における繊維状体の拡大横断面図である。
【符号の説明】
１０  第１の光触媒担持体
１２  繊維
１４  基体
１６  光触媒
２２  複合繊維
２４  織布
３０  第２の光触媒担持体
３２  基体
【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】
2004351367.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2004351367.tif 000013
【図１２】
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