特許 7527544 光触媒フィルタ、および光触媒装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-26

(45)【発行日】2024-08-05

(54)【発明の名称】光触媒フィルタ、および光触媒装置

(51)【国際特許分類】

   A61L 9/00 20060101AFI20240729BHJP

   B01J 35/39 20240101ALI20240729BHJP

   A61L 9/18 20060101ALI20240729BHJP

【ＦＩ】

A61L9/00 C

B01J35/39

A61L9/18

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020160775

(22)【出願日】2020-09-25

(65)【公開番号】P2022053890

(43)【公開日】2022-04-06

【審査請求日】2023-05-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000003757

【氏名又は名称】東芝ライテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100146592

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 浩

(74)【代理人】

【氏名又は名称】白井 達哲

(74)【代理人】

【識別番号】100176751

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 耕平

(72)【発明者】

【氏名】津崎 修

【審査官】河野 隆一朗

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－０３３２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１４７４４４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１３０６４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｌ ９／００ － ９／２２

Ｂ０１Ｊ ２１／００ － ３８／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シートと；
前記シートに坦持された複数の光触媒と；
を具備し、
前記シートは、
第１の方向に延び、金属を含む複数の第１の線状体と；
前記第１の方向と交差する第２の方向に延び、金属を含む複数の第２の線状体と；
を有し、
前記第１の線状体と、前記第２の線状体と、が交差する部分において、
少なくとも１つの前記第２の線状体を、隣接する２つの前記第１の線状体が挟んでおり、
前記光触媒は、前記第１の線状体、および前記第２の線状体に直接坦持されている光触媒フィルタ。

【請求項2】

前記第２の線状体は直線状に延び、
前記第１の線状体は、前記シートの厚み方向に、屈曲方向を交互に変えて延び、
前記第２の線状体の線径は、前記第１の線状体の線径よりも大きい請求項１記載の光触媒フィルタ。

【請求項3】

前記第１の線状体と、前記第２の線状体と、が交差する部分において、
隣接する２つの前記第２の線状体を、隣接する２つの前記第１の線状体が挟んでいる請求項１または２に記載の光触媒フィルタ。

【請求項4】

前記シートのメッシュ数は、５００以下である請求項１～３のいずれか１つに記載の光触媒フィルタ。

【請求項5】

前記金属は、ステンレス、ニッケル、モネル、リン青銅、およびチタンからなる群より選ばれた少なくとも１種である請求項１～４のいずれか１つに記載の光触媒フィルタ。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１つに記載の光触媒フィルタと；
前記光触媒フィルタに坦持された光触媒に光を照射する発光素子を有する光源と；
箱状を呈し、内部に、前記光触媒フィルタ、および前記光源が設けられるフレームと；
を備えた光触媒装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、光触媒フィルタ、および光触媒装置に関する。

【背景技術】

【0002】

健康意識の高まりを反映して、自動車などの車内、冷蔵庫内、居住空間などの所謂、準閉鎖空間における空気の清浄化の要望が高まっている。例えば、食物から発生するアンモニアやエチレンの除去、タバコ煙に含まれるアセトアルデヒドなどのＶＯＣ(Volatile Organic Compounds；揮発性有機化合物）の除去、あるいは、細菌やウイルスの不活性化などの要求が高まっている。そのため、複数の発光ダイオードを有する光源と、光触媒が坦持された光触媒フィルタとを備えた光触媒装置が提案されている。

【0003】

光触媒フィルタは、光触媒材料を含む光触媒と、複数の光触媒を坦持するシートと、を備えている。一般的に、シートは、複数のガラス繊維を束ねたり、複数のガラス繊維を織り込んだりすることで形成されている。複数のガラス繊維を含むシートに、光触媒を坦持させると、複数のガラス繊維の間に光触媒が入り込むので坦持量を多くすることができる。

【0004】

ところが、複数のガラス繊維を用いて形成されたシートは、剛性が低いので、そのままでは光触媒装置に取り付けることができない。そのため、一般的には、シートの周縁近傍を保持する枠状部材が必要となる。枠状部材を用いれば、剛性が低いシートを光触媒装置に取り付けることができる。しかしながら、枠状部材により保持されたシートの周縁近傍には、発光ダイオードから照射された光が入射せず、また、処理対象のガスも流通することができない。そのため、処理能力の向上が図れなくなったり、光触媒装置の小型化が困難となったりするおそれがある。

【0005】

また、近年においては、光触媒装置の処理能力の向上が求められており、シートを透過するガスの流量や流速が増加する傾向にある。そのため、シートの周縁近傍を保持する枠状部材では、シートの中央領域の変形を抑制できなくなるおそれがある。この場合、枠状部材に桟を設けてシートの中央領域を支持すると、桟により支持された部分には、発光ダイオードから照射された光が入射せず、また、処理対象のガスも流通することができない。そのため、処理能力の向上を図れなくなるおそれがある。
そこで、処理能力の向上を図ることができる技術の開発が望まれていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１０－２４００５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明が解決しようとする課題は、処理能力の向上を図ることができる光触媒フィルタ、および光触媒装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

実施形態に係る光触媒フィルタは、シートと；前記シートに坦持された複数の光触媒と；を具備している。前記シートは、第１の方向に延び、金属を含む複数の第１の線状体と；前記第１の方向と交差する第２の方向に延び、金属を含む複数の第２の線状体と；を有している。前記第１の線状体と、前記第２の線状体と、が交差する部分において、少なくとも１つの前記第２の線状体を、隣接する２つの前記第１の線状体が挟んでおり、前記光触媒は、前記第１の線状体、および前記第２の線状体に直接坦持されている。

【発明の効果】

【0009】

本発明の実施形態によれば、処理能力の向上を図ることができる光触媒フィルタ、および光触媒装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施の形態に係る光触媒装置を例示するための模式分解図である。

【図2】図１における光触媒装置のＡ－Ａ線方向の模式断面図である。

【図3】メッシュ数と圧力損失との関係を例示するためのグラフである。

【図4】（ａ）は、シートの実施形態を例示するための写真である。（ｂ）は、（ａ）におけるシートをＢ方向から見た場合の模式図である。（ｃ）は、（ａ）におけるシートをＣ方向から見た場合の模式図である。

【図5】（ａ）は、シートの他の実施形態を例示するための写真である。（ｂ）は、（ａ）におけるシートをＤ方向から見た場合の模式図である。（ｃ）は、（ａ）におけるシートをＥ方向から見た場合の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本実施の形態に係る光触媒装置１を例示するための模式分解図である。
図２は、図１における光触媒装置１のＡ－Ａ線方向の模式断面図である。
図１および図２に示すように、光触媒装置１は、例えば、フレーム２、蓋３、光源４、および光触媒フィルタ５を有する。

【0012】

フレーム２は、箱状を呈している。図１および図２に例示をしたフレーム２の断面の輪郭は略四角形であるが、これに限定されるわけではない。フレーム２の断面の輪郭は、例えば、略多角形とすることができる。ただし、後述する光源４および光触媒フィルタ５の着脱やスペース効率を考慮すると、フレーム２の断面の輪郭は、略四角形とすることが好ましい。

【0013】

フレーム２の、一方の端部２ａは開口している。フレーム２の、端部２ａに対向する端部２ｂは塞がっている。フレーム２の、一方の側面２ｃには孔２ｃ１が設けられている。フレーム２の、側面２ｃに対向する側面２ｄには孔２ｄ１が設けられている。

【0014】

側面２ｃの孔２ｃ１、および側面２ｄの孔２ｄ１は、処理の対象となるガスＧの流入口または流出口とすることができる。この場合、図２に示すように、側面２ｃの孔２ｃ１をガスＧの流入口、側面２ｄの孔２ｄ１をガスＧの流出口とすることができる。なお、側面２ｃの孔２ｃ１をガスＧの流出口、側面２ｄの孔２ｄ１をガスＧの流入口としてもよい。すなわち、ガスＧの流れ方向には特に限定がない。

【0015】

ガスＧは、例えば、空気を主成分とし、処理の対象となる物質、細菌、ウイルスなどを含む気体とすることができる。なお、ガスＧは、例示をしたものに限定されるわけではなく、光触媒作用により浄化可能なものであればよい。

【0016】

また、フレーム２の、側面２ｃおよび側面２ｄの少なくともいずれかにはフィルタや格子などを設けることもできる。フィルタが設けられていれば、フレーム２の内部にゴミなどが吸引されるのを抑制することができる。そのため、ゴミなどにより光触媒作用が低下するのを抑制することができる。格子が設けられていれば、指や異物がフレーム２の内部に侵入するのを抑制することができる。

【0017】

フレーム２の、側面２ｃに交差する側面２ｅには複数の溝２ｅ１が設けられている。フレーム２の、側面２ｅに対向する側面２ｆには複数の溝２ｆ１が設けられている。複数の溝２ｅ１および複数の溝２ｆ１は、フレーム２の内部に開口ている。複数の溝２ｅ１および複数の溝２ｆ１は、フレーム２の側面２ｃと側面２ｄとの間に並べて設けられている。複数の溝２ｅ１および複数の溝２ｆ１は、フレーム２の端部２ａと端部２ｂとの間を延びている。

【0018】

溝２ｅ１は、対向する溝２ｆ１と略平行に設けられている。互いに対向する一対の溝２ｅ１、２ｆ１は、いわゆるスロットとなる。光源４および光触媒フィルタ５のそれぞれは、一対の溝２ｅ１、２ｆ１（スロット）に挿入される。一対の溝２ｅ１、２ｆ１に挿入された光触媒フィルタ５は、他の一対の溝２ｅ１、２ｆ１に挿入された光源４と略平行となる。そのため、光源４から照射された光を光触媒フィルタ５に効率よく入射させることができる。

【0019】

光源４および光触媒フィルタ５のそれぞれが挿入される一対の溝２ｅ１、２ｆ１が設けられていれば、光源４および光触媒フィルタ５を、フレーム２の内部に抜き差し自在に設けることができる。そのため、メンテナンス性の向上を図ることができる。

【0020】

フレーム２の材料には、特に限定はない。ただし、フレーム２の材料を熱可塑性樹脂とすれば、射出成形法を用いてフレーム２を形成することができる。そのため、製造コストの低減を図ることができる。

【0021】

例えば、フレーム２の材料は、ＡＢＳ樹脂（アクリルニトリルーブタジエンースチレン共重合合成樹脂）とすることができる。フレーム２の材料が、ＡＢＳ樹脂であれば、成形性の向上と低コスト化を図ることができる。この場合、フレーム２の材料を強化ＡＢＳ樹脂とすれば、フレーム２の強度を向上させることができる。なお、強化ＡＢＳ樹脂は、ＡＢＳ樹脂にガラス繊維などを混合させたものである。

【0022】

また、フレーム２の材料は、例えば、ポリプロピレン樹脂やアクリル樹脂（ポリメタクリル酸メチル樹脂）などであってもよい。この場合、フレーム２の材料が、アクリル樹脂であれば、光源４から照射された紫外線に対する耐性と、ガスＧに含まれるＶＯＣに対する耐性が向上する。また、アクリル樹脂の重合度を１００００～１５０００程度とすれば、発臭を抑制することができる。

【0023】

また、フレーム２の材料は、金属とすることもできる。フレーム２の材料を金属とすれば、光触媒装置１の剛性を高めることができる。金属は、例えば、鉄、ステンレス、アルミニウム合金などとすることができる。

【0024】

蓋３は、フレーム２の端部２ａに設けられている。蓋３は、端部２ａに設けられた開口を覆ってる。蓋３が設けられていれば、フレーム２の内部に設けられた光源４および光触媒フィルタ５が、脱離するのを抑制することができる。また、フレーム２の内部にゴミなどが侵入するのを抑制することができる。蓋３は、ネジなどを用いてフレーム２に取り付けることができる。また、蓋３にフックなどを設け、フレーム２に設けられた凹部や凸部にフックを保持させるようにしてもよい。蓋３がフレーム２に着脱自在に設けられていれば、メンテナンス性の向上を図ることができる。蓋３の材料には特に限定がない。例えば、蓋３の材料は、フレーム２の材料と同じとすることができる。

【0025】

光源４は、少なくとも１つ設けることができる。光源４は、フレーム２の内部に設けられる。光源４は、光触媒フィルタ５と対峙している。ガスＧの流れ方向において、光源４は、光触媒フィルタ５の上流側に設けられていてもよいし、下流側に設けられていてもよいし、両側に設けられていてもよい。

【0026】

光源４は、例えば、基板４ａ、および発光素子４ｂを有する。
基板４ａは、板状を呈している。基板４ａはガスＧの流路に設けられることになる。そのため、基板４ａが設けられていると、ガスＧの流通が妨げられるおそれがある。この場合、厚み方向を貫通する複数の孔を基板４ａに設けることができる。しかしながら、孔の大きさが小さければ圧力損失が大きくなるのでガスＧの流通が妨げられる。孔の大きさを大きくすると、発光素子４ｂや配線パターンの配置や数などに制約が生じる。

【0027】

そこで、図１に示すように、基板４ａの幅寸法Ｗ１は、光触媒フィルタ５の幅寸法Ｗ２よりも小さくしている。なお、幅寸法は、一対の溝２ｅ１、２ｆ１（スロット）が延びる方向である。この様にすれば、適切なガスＧの流通を確保することができるとともに、発光素子４ｂや配線パターンの配置や数などに制約が生じるのを抑制することができる。
本発明者の得た知見によれば、「Ｗ１（ｍｍ）／Ｗ２（ｍｍ）」が、０．５より小さければ、適切なガスＧの流通を確保するのが容易となる。

【0028】

基板４ａの材料や構造には特に限定はない。例えば、基板４ａは、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなどの無機材料（セラミックス）、紙フェノールやガラスエポキシなどの有機材料などから形成することができる。また、基板４ａは、金属板の表面を絶縁材料で被覆したメタルコア基板などであってもよい。

【0029】

発光素子４ｂの発熱量が多い場合には、放熱性の観点から熱伝導率の高い材料を用いて基板４ａを形成することが好ましい。熱伝導率の高い材料としては、例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなどのセラミックス、高熱伝導性樹脂、メタルコア基板などを例示することができる。高熱伝導性樹脂は、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）やナイロン等の樹脂に、酸化アルミニウムや炭素（カーボン）などからなるフィラーを混合させたものである。
また、基板４ａは、単層構造を有するものであってもよいし、多層構造を有するものであってもよい。

【0030】

発光素子４ｂは、基板４ａの、光触媒フィルタ５と対峙する側の面に設けることができる。光触媒フィルタ５が光源４の一方の側に設けられている場合には、発光素子４ｂは、基板４ａの一方の面に設けることができる。光触媒フィルタ５が光源４の両側に設けられている場合には、発光素子４ｂは、基板４ａの両側の面に設けることができる。

【0031】

発光素子４ｂは、例えば、基板４ａの面に設けられた配線パターンと電気的に接続される。発光素子４ｂの形式には特に限定はない。発光素子４ｂは、例えば、ＰＬＣＣ（Plastic Leaded Chip Carrier）型などの表面実装型の発光素子とすることができる。発光素子４ｂは、例えば、砲弾型などのリード線を有する発光素子とすることもできる。

【0032】

また、発光素子４ｂは、ＣＯＢ（Chip On Board）により実装されるものとしてもよい。ＣＯＢにより実装される発光素子４ｂとする場合には、チップ状の発光素子と、発光素子と配線パターンを電気的に接続する配線と、チップ状の発光素子と配線を覆う封止部などと、を基板４ａの上に設けることができる。

【0033】

発光素子４ｂは、少なくとも１つ設けることができる。ただし、複数の発光素子４ｂが設けられていれば、光触媒フィルタ５の広い領域に光を照射することができる。複数の発光素子４ｂは、直列接続することができる。複数の発光素子４ｂの配置には特に限定はないが、基板４ａの面にほぼ均等に設けることが好ましい。この様にすれば、光触媒フィルタ５の表面に均等に光を照射するのが容易となる。

【0034】

ここで、光触媒５ｂの反応の速度は、光触媒５ｂの吸収波長領域と光強度（光量）によって変化する。そのため、複数の発光素子４ｂの配置や数は、１つの発光素子４ｂが照射する光の光量と、光触媒５ｂを坦持しているシート５ａの面積と、発光素子４ｂの発光面とシート５ａとの間の距離と、に基づいて決定することができる。
例えば、光源４に最も近い光触媒フィルタ５（シート５ａ）の、全面積の６０％以上で、光照射強度が１ｍＷ／ｃｍ^２以上となるように、複数の発光素子４ｂの配置や数などを設定することが好ましい。

【0035】

発光素子４ｂは、光触媒５ｂが坦持されたシート５ａに向けて所定の波長を有する光を照射する。この場合、光触媒５ｂの材料や組成が変われば、光触媒５ｂの吸収波長領域が変化する。そのため、光触媒５ｂの吸収波長領域に応じて、適切な波長の光を照射する発光素子４ｂを選択する。

【0036】

例えば、光触媒５ｂが酸化チタンなどの紫外光応答型の光触媒材料を含む場合には、発光素子４ｂは、ピーク波長が３８０ｎｍ以下の光を照射する発光ダイオードやレーザダイオードなどとすることができる。また、光触媒５ｂが酸化タングステンなどの可視光応答型の光触媒材料を含む場合には、発光素子４ｂは、ピーク波長が３８０ｎｍ以上（例えば、４００ｎｍ～６００ｎｍ程度）の光を照射する発光ダイオード、レーザダイオード、有機発光ダイオードなどとすることができる。この場合、発光素子４ｂはピーク波長が同じものを複数設けることもできるし、ピーク波長が異なるものを複数種類設けることもできる。

【0037】

光触媒フィルタ５は、少なくとも１つ設けることができる。複数の光触媒フィルタ５を設ける場合には、複数の光触媒フィルタ５を、フレーム２の側面２ｃと側面２ｄの間に並べて設けることができる。光触媒フィルタ５は、光源４と並べて設けることができる。光触媒フィルタ５は、基板４ａの発光素子４ｂが設けられる側に、光源４と並べて設けることができる。

【0038】

光触媒フィルタ５の数には特に限定はない。光触媒フィルタ５の数は、ガスＧの流量、ガスＧに含まれている物質の量、光源４から照射される光の光強度（光量）などに応じて適宜変更することができる。この場合、光触媒フィルタ５の数は、光源４の数と同じとすることもできるし、光源４の数よりも多くすることもできる。

【0039】

ここで、基板４ａの両側の面に発光素子４ｂを設ければ、光触媒フィルタ５と光触媒フィルタ５との間に光源４を設けることができる。光源４と光触媒フィルタ５との間の距離が長くなるほど、または、光源４と光触媒フィルタ５との間に設けられる他の光触媒フィルタ５の数が多くなるほど光触媒反応の速度が遅くなる。光源４の両側のそれぞれに光触媒フィルタ５を設ければ、光源４と、光源４から最も遠い光触媒フィルタ５との間の距離を短くすることができる。また、光源４と光触媒フィルタ５との間に設けられる他の光触媒フィルタ５の数を少なくすることができる。そのため、光触媒反応の速度を速くするのが容易となる。

【0040】

また、複数の光触媒フィルタ５を設ける場合には、複数の光触媒フィルタ５に含まれる光触媒材料を同じとすることもできるし、少なくとも１つの光触媒フィルタ５に含まれる光触媒材料を異なるものとすることもできる。例えば、紫外光応答型の光触媒材料を含む光触媒フィルタと、可視光応答型の触媒材料を含む光触媒フィルタとを設けることができる。また、１つの光触媒フィルタ５に、複数種類の光触媒材料が含まれていてもよい。

【0041】

１つの光触媒フィルタ５に、複数種類の光触媒材料が含まれている場合には、光源４に、ピーク波長が異なる複数種類の発光素子４ｂを設けることができる。例えば、１つの光触媒フィルタ５に、紫外線応答型の光触媒材料と、可視光応答型の光触媒材料とが含まれている場合には、光源４に、ピーク波長が３８０ｎｍ以下の光を照射する発光素子と、ピーク波長が３８０ｎｍ以上（例えば、４００ｎｍ～６００ｎｍ程度）の光を照射する発光素子とを設けることができる。

【0042】

また、光触媒材料の種類によって、特定の処理対象（例えば、アンモニア、エチレン、ＶＯＣ、細菌、ウイルスなど）に対する光触媒効果が異なる場合がある。また、複数種類の処理対象がガスＧに含まれている場合がある。そのため、光触媒装置１に、複数種類の光触媒材料が含まれるようにしてもよい。この様にすれば、光触媒装置１の汎用性を高めることができる。また、各処理対象を効率よく処理することができる。

【0043】

ここで、一般的には、光触媒を坦持するシートは、複数のガラス繊維を用いて形成される。この様なシートは剛性が低いので、シートの周縁を保持する枠状部材が必要となる。また、近年においては、光触媒装置の処理能力の向上が求められており、シートを透過するガスの流量や流速が増加する傾向にある。そのため、シートの中央領域の変形を抑制するために、枠状部材に桟などが設けられる場合がある。枠状部材や桟などが設けられると、発光素子４ｂから照射された光が入射せず、ガスＧも流通することができない領域が生じるので、処理能力の向上を図れなくなる。また、光触媒装置の小型化も困難となる。
そこで、本実施の形態に係る光触媒フィルタ５は、以下の構成を有している。

【0044】

光触媒フィルタ５は、例えば、シート５ａ、および、複数の光触媒５ｂを有する。
シート５ａは、例えば、複数の線状体５ａ１（第１の線状体の一例に相当する）と、複数の線状体５ａ２（第２の線状体の一例に相当する）と、を有する。線状体５ａ１および線状体５ａ２は、金属を含む。複数の線状体５ａ１は、一方の方向に延びている。複数の線状体５ａ２は、複数の線状体５ａ１が延びる方向と交差する方向に延びている。線状体５ａ１および線状体５ａ２の材料は、例えば、ステンレス、ニッケル、モネル、リン青銅、チタンなどとすることができる。
線状体５ａ１および線状体５ａ２の線径（太さ）は、例えば、０．０１６ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下とすることができる。この場合、線状体５ａ１および線状体５ａ２の線径は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

【0045】

シート５ａは、例えば、複数の線状体５ａ１と、複数の線状体５ａ２とを織り込んだものである。複数の線状体５ａ１は、一方の方向に延び、所定の間隔で並べて設けられている。複数の線状体５ａ２は、複数の線状体５ａ１が延びる方向と交差する方向に延び、所定の間隔で並べて設けられている。この場合、線状体５ａ１と、線状体５ａ２と、が交差する部分において、少なくとも１つの線状体５ａ２を、隣接する２つの線状体５ａ１が挟むことができる（図４（ｂ）、図５（ｂ）を参照）。

【0046】

また、互いに隣接する２つの線状体５ａ１と、互いに隣接する２つ線状体５ａ２とにより画された領域に隙間が生ずる。すなわち、シート５ａには、厚み方向を貫通する複数の隙間が設けられる。厚み方向を貫通する複数の隙間が設けられていれば、複数の隙間がガスＧの流路となる。

【0047】

ここで、１インチ（２５．４ｍｍ）の間にある隙間の数、すなわち、メッシュ数が大きくなると、断面積の小さな隙間が設けられることになる。隙間の断面積が小さくなると、隙間を流通するガスの圧力損失が大きくなる。
本発明者の得た知見によれば、圧力損失が５０Ｐａを越えると、シート５ａを通り抜けるガスＧの流量が少なくなり、所望の処理能力が得られなくなることが判明した。

【0048】

図３は、メッシュ数と圧力損失との関係を例示するためのグラフである。
図３から分かるように、メッシュ数を５００以下にすれば、圧力損失を５０Ｐａ以下とすることができる。そのため、メッシュ数は、５００以下とすることが好ましい。

【0049】

図４（ａ）は、シート５ａの実施形態を例示するための写真である。
図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるシート５ａをＢ方向から見た場合の模式図である。 図４（ｃ）は、図４（ａ）におけるシート５ａをＣ方向から見た場合の模式図である。 図４（ａ）～（ｃ）に例示をしたように、線状体５ａ１と、線状体５ａ２と、が交差する部分において、隣接する２つの線状体５ａ２を、隣接する２つの線状体５ａ１が挟むことができる。例えば、線状体５ａ１の線径は、線状体５ａ２の線径と略同じとすることができる。この様な織り方は、綾畳折と称される。綾畳折とすれば、シート５ａの厚み方向に曲がりくねった隙間が形成される。綾畳折とすれば、シート５ａの剛性を向上させることができ、圧力損失も低減させることができる。

【0050】

本実施の形態に係るシート５ａとすれば、ガラス繊維を用いたシートのように枠状部材や桟などを設ける必要がない。そのため、光素子４ｂから照射された光が入射する領域と、ガスＧが流通する領域を大きくすることができるので、処理能力の向上を図ることができる。また、光触媒装置１の小型化を図ることができる。

【0051】

図５（ａ）は、シート５ａａの他の実施形態を例示するための写真である。
図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるシート５ａａをＤ方向から見た場合の模式図である。
図５（ｃ）は、図５（ａ）におけるシート５ａａをＥ方向から見た場合の模式図である。
図５（ａ）～（ｃ）に例示をしたように、線状体５ａ１と、線状体５ａ２と、が交差する部分において、１つの線状体５ａ２を、隣接する２つの線状体５ａ１が挟むことができる。この場合、図５（ｃ）に例示をしたように、例えば、線状体５ａ２の線径は、線状体５ａ１の線径よりも大きくすることができる。この様な織り方は、平畳折と称される。平畳折とすれば、隣接する２つの線状体５ａ１同士の間に隙間が形成される。平畳折とすれば、シート５ａの剛性を向上させることができ、圧力損失も低減させることができる。

【0052】

本実施の形態に係るシート５ａａとすれば、ガラス繊維を用いたシートのように枠状部材や桟などを設ける必要がない。そのため、光素子４ｂから照射された光が入射する領域と、ガスＧが流通する領域を大きくすることができるので、処理能力の向上を図ることができる。また、光触媒装置１の小型化を図ることができる。

【0053】

複数の光触媒５ｂは、シート５ａ、５ａａに坦持されている。複数の光触媒５ｂは、例えば、粒状を呈している。複数の光触媒５ｂは、光触媒材料を含んでいる。光触媒材料は、光触媒装置１の用途や、ガスＧに含まれる物質などに応じて適宜選択することができる。例えば、前述したように、光触媒材料は、紫外光応答型の光触媒材料や可視光応答型の光触媒材料などとすることができる。紫外光応答型の光触媒材料は、例えば、酸化チタンなどとすることができる。可視光応答型の光触媒材料は、例えば、酸化タングステン、窒素などをドープした酸化チタン、異種金属をイオン注入した酸化チタンなどとすることができる。

【0054】

光触媒フィルタ５は、例えば、以下のようにして形成することができる。
まず、複数の線状体５ａ１と、複数の線状体５ａ２とを織り込んでシート５ａ、５ａａを形成する。
次に、エマルジョン溶液を生成する。
例えば、純水に燐酸などを加えて、ｐＨ（水素イオン濃度）を２～７に調整した水溶液を生成する。
続いて、水溶液に、複数の光触媒５ｂを加える。
以上の様にして、エマルジョン溶液を生成することができる。
次に、シート５ａ、５ａａをエマルジョン溶液に１０分間程度浸漬させる。
次に、エマルジョン溶液からシート５ａ、５ａａを引き上げて乾燥させる。
乾燥は、加熱乾燥とすることができる。
以上の様にして、光触媒フィルタ５を形成することができる。

【0055】

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

【符号の説明】

【0056】

１ 光触媒装置、２ フレーム、３ 蓋、４ 光源、４ａ 基板、４ｂ 発光素子、５ 光触媒フィルタ、５ａ シート、５ａａ シート、５ａ１ 線状体、５ａ２ 線状体、５ｂ 光触媒、Ｇ ガス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】