(57)【要約】【課題】  より低コストで製造でき、しかも、より高い吸着性能を発揮し得る改良されたローター構造の吸着素子を提供する。【解決手段】  吸着素子（１Ａ）は、周面に通気用のセル（４）が多数設けられた円筒状のハニカム構造体（１ａ）に吸着材を保持させて成る円筒状の素子であり、ハニカム構造体（１ａ）が略波板状のシート（３１）のみを円周方向に沿って積層した構造を備えていることにより、各セル（４）の開口形状が略六角形に形成されている。また、円柱状の吸着素子は、端面に通気用のセルが多数設けられた円柱状のハニカム構造体に吸着材を保持させて成り、ハニカム構造体が略波板状のシートのみを円周方向に沿って積層した構造を備え、各セルの開口形状が略六角形に形成されている。【選択図】  図１
2006305482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周面に通気用のセルが多数設けられた円筒状のハニカム構造体に吸着材を保持させて成る円筒状の吸着素子であって、前記ハニカム構造体が略波板状のシートのみを円周方向に沿って積層した構造を備えていることにより、前記各セルの開口形状が略六角形に形成されていることを特徴とする吸着素子。
【請求項２】
ハニカム構造体は、方形平板状に形成された多数のシートを積層すると共に、各シートの表裏に当該シートの一辺と平行に一定ピッチで且つ表裏で１／２ピッチずれた状態で設定された多数の直線状接合部において各隣接するシートを互いに接合して成る積層体を使用し、これを拡げた場合にセルが開口する側の平行な２つの積層面を湾曲させる状態に前記積層体を展開することによって構成されている請求項１に記載の吸着素子。
【請求項３】
端面に通気用のセルが多数設けられた円柱状のハニカム構造体に吸着材を保持させて成る円柱状の吸着素子であって、前記ハニカム構造体が略波板状のシートのみを円周方向に沿って積層した構造を備えていることにより、前記各セルの開口形状が略六角形に形成されていることを特徴とする吸着素子。
【請求項４】
ハニカム構造体は、方形平板状に形成された多数のシートを積層すると共に、各シートの表裏に当該シートの一辺と平行に一定ピッチで且つ表裏で１／２ピッチずれた状態で設定された多数の直線状接合部において各隣接するシートを互いに接合して成る積層体を使用し、これを拡げた場合にセルが開口する側の積層面に隣接する他の平行な２つの積層面を湾曲させる状態に前記積層体を展開することによって構成されている請求項３に記載の吸着素子。
【請求項５】
ハニカム構造体を構成するシートが繊維質シートである請求項１〜４の何れかに記載の吸着素子。
【請求項６】
繊維質シートが不織布から成る請求項５に記載の吸着素子。
【請求項７】
吸着材が、骨格構造にアルミニウムとリンを含むゼオライトである請求項１〜６の何れかに記載の吸着素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着素子に関するものであり、詳しくは、吸着材により熱移動を行う吸着ヒートポンプや吸着材により除湿・加湿を行う各種の空調システムにおいて吸着ローターとして使用される吸着素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
吸着ヒートポンプやデシカントシステムは、吸着材の吸着および脱着機能を利用し、熱移動や湿度調節を行うシステムであり、例えばコジェネレーションシステムにおいて低温排熱を利用する各種の冷却装置、冷暖房装置、調湿装置などに適用される。そして、上記の吸着ヒートポンプやデシカントシステムに使用される吸着素子については、吸着能力を高め且つ装置の小型化を図るため、ローター構造のものが種々検討されている。
【０００３】
上記のローター構造の吸着素子としては、周面に通気用のセルが多数設けられた円筒状のハニカム構造体に吸着材を保持させて成る円筒状の吸着素子、および、端面に通気用のセルが多数設けられた円柱状のハニカム構造体に吸着材を保持させて成る円柱状の吸着素子の２つが「除湿エレメント」として提案されており、基材となる前記のハニカム構造体は、通常、平板状シートに波板状シートを重ねることにより一列のセルの列が形成されたハニカムシートを多数積層して構成される。
【０００４】
円筒状のハニカム構造体は、高さ方向に沿って上記のハニカムシートを積層して成り且つその端面が略扇状に形成された柱状の積層体を複数使用し、前記の端面がハニカム構造体の端面に位置する様に柱状の積層体を環状に連結して製造される。一方、円柱状のハニカム構造体は、芯材に上記のハニカムシートを巻き付けるか、または、芯材の周りに上記のハニカムシートを順次に積層して製造される。なお、円筒状のハニカム構造体は、ハニカムシートが軸線方向に順次積層された構造を備えており、円柱状のハニカム構造体は、ハニカムシートが半径方向に順次積層された構造を備えている。
【特許文献１】特開２００４−２０９４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のローター構造の吸着素子は、平板状シートと波板状シートを組合わせ、しかも、これらを積層した構造をハニカム構造体が備えており、基材であるハニカム構造体の製造工程が複雑であるため、製造コストを十分に低減できないと言う問題がある。特に、円筒状の吸着素子は、柱状の積層体を多数作製した後、これらを環状に連結してハニカム構造体を製造するため、製造工程が一層複雑である。
【０００６】
また、従来の吸着素子は、平板状シートと波板状シートを組合わせているため、各セルの開口形状が実際には略三角形となり、その底辺側の各角部は角度の小さな鋭角の角部となるため、各セルの通気量が開口面積に比べて小さく、保持させた吸着材の全量について吸着性能を十分に発揮させることが出来ないと言う問題がある。更に、円筒状の吸着素子は、ハニカム構造体において連結された積層体間に隙間が生じたり、ハニカム構造体の外周面が完全な円周面にならないため、装置に組み込んだ場合、素子の外周側に空気が漏洩して各セルに十分に空気が通過せず、吸着性能が更に低下することがある。
【０００７】
吸着素子の利用分野は家庭用空調装置などの小型の機器にも拡大する方向にあり、斯かる分野においてはより汎用的で且つ優れた特性の吸着素子が望まれる。本発明の目的は、より低コストで製造でき、しかも、より高い吸着性能を発揮し得るローター構造の改良された吸着素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明においては、吸着素子の基材となるハニカム構造体の構造として、方形平板状に形成された多数のシートの積層体を展開して得られる略波板状のシートのみの積層構造を採用することにより、製造工程の簡素化を図り、そして、前記の積層構造によってハニカム構造体のセルの開口形状を略六角形に形成することにより、通気効率を高める様にした。
【０００９】
すなわち、本発明の第１の要旨は、周面に通気用のセルが多数設けられた円筒状のハニカム構造体に吸着材を保持させて成る円筒状の吸着素子であって、前記ハニカム構造体が略波板状のシートのみを円周方向に沿って積層した構造を備えていることにより、前記各セルの開口形状が略六角形に形成されていることを特徴とする吸着素子に存する。
【００１０】
また、本発明の第２の要旨は、端面に通気用のセルが多数設けられた円柱状のハニカム構造体に吸着材を保持させて成る円柱状の吸着素子であって、前記ハニカム構造体が略波板状のシートのみを円周方向に沿って積層した構造を備えていることにより、前記各セルの開口形状が略六角形に形成されていることを特徴とする吸着素子に存する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の吸着素子によれば、略波板状のシートのみの積層構造をハニカム構造体が備えており、方形平板状の多数のシートの積層体を展開することによりハニカム構造体を簡単に作製できるため、製造コストをより低減でき、そして、ハニカム構造体における前記の積層構造により各セルの開口形状が略六角形に形成されているため、通気効率を高め、吸着性能をより高めることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に係る吸着素子の実施形態を図面に基づいて説明するが、以下に記載する構成要件の説明は本発明の実施態様の代表例であり、これらの内容に本発明は限定されるものではない。
【００１３】
図１は、本発明に係る円筒状の吸着素子の外形を示す斜視図およびセルの形状を示す部分拡大図である。図２は、本発明に係る円柱状の吸着素子の外形を示す斜視図およびセルの形状を示す部分拡大図である。また、図３〜図７は、基材としてのハニカム構造体の製造方法を示す図である。そして、これらの図において、図３は、シートの積層体の作製における各シートの接合方法を示す部分的な斜視図、図４は、シートの積層体の外形を示す部分的な斜視図、図５は、シートの積層体を拡げた場合のシートの変形状態および形成されるセルの形状を示す積層体の部分的な側面図であり、図６は、円筒状のハニカム構造体の作製における積層体の展開方法を示す斜視図、図７は、円柱状のハニカム構造体の作製における積層体の展開方法を示す斜視図である。
【００１４】
本発明の吸着素子は、各種の吸着ヒートポンプや調湿システムにおいて吸着ローターとして使用される。周知の通り、吸着ヒートポンプは、吸着材の吸着・脱着現象に付随して起こる水、アルコール類などの吸着質の相変化を利用して熱を汲み上げるシステムであり、補助動力を用いることなく、低質熱エネルギーを熱源として作動させ得るため、省エネルギー化が求められるコジェネレーションシステム等の各種のシステムに適用して冷熱または温熱を生成することが出来る。
【００１５】
また、調湿システムは、倉庫内などの冷却を目的としたデシカント冷却装置を始め、建物の設備として設置される大型のデシカント空調装置、室内に設置される小型の除湿器や加湿器を含む除湿空調装置や加湿空調装置などとして構成され、吸着材の吸着・脱着作用を利用し、湿度調節すべき室内の空気または室内へ供給される空気から水分を除去してこれを屋外に排出したり、屋外の空気または屋外へ排出される空気から水分を吸着してこれを湿度調節すべき室内の空気または室内へ供給されるに供給するシステムであり、余剰の低質熱エネルギーを利用して湿度調節を行うことが出来る。
【００１６】
本発明の吸着素子は、適用する装置の構造により、円筒状または円柱状に形成される。図１に符号（１Ａ） で示す吸着素子は、外周面から内周面へ又は内周面から外周面へ通気可能に構成されることにより吸着質蒸気や水蒸気を吸脱着する円筒状の素子であり、図２に符号（１Ｂ）で示す吸着素子は、一方の端面から他方の端面へ通気可能に構成されることにより溶質蒸気や水蒸気を吸脱着する円柱状の素子である。
【００１７】
先ず、図１に示す円筒状の吸着素子（１Ａ） について説明する。吸着素子（１Ａ） は、周面に通気用のセル（４）が多数設けられた円筒状のハニカム構造体（１ａ）に吸着材を保持させて構成される。そして、吸着素子（１Ａ） においては、ハニカム構造体（１ａ）が略波板状のシート（３１）のみを円周方向に沿って積層した構造を備えていることにより、各セル（４）の開口形状が略六角形に形成されている。
【００１８】
ハニカム構造体（１ａ）は、帯状に形成され且つその長手方向に対してジグザグに屈曲した形状の略波板状のシート（３１）がその長手方向を当該ハニカム構造体の軸線と平行に揃える状態で円周方向に沿って多数積層された構造を備えている。ハニカム構造体（１ａ）の周面に形成されたセル（４）は、隣接する略波板状のシート（３１）の各凸部同士が所定の幅（後述する直線状接合部（２１）の幅）で接合されることにより、その開口形状が略六角形に形成される。なお、ハニカム構造体（１ａ）において、隣接する略波板状のシート（３１）によって形成されるセル（４）の配列方向（Ｘ）は、シート（３１）の長手方向に沿った方向、すなわち、当該ハニカム構造体の軸線に沿った方向である。
【００１９】
上記のハニカム構造体（１ａ）は、方形平板状（例えば帯状）に形成された多数のシート（３１）を積層すると共に、各シート（３１）の表裏に当該シートの一辺と平行に一定ピッチで且つ表裏で１／２ピッチずれた状態で設定された多数の直線状接合部（２１）（図３参照）において各隣接するシート（３１）を互いに接合して成る積層体（３）（図４参照）を使用し、これを拡げた場合にセル（４）が開口する側の平行な２つの積層面を湾曲させる状態に積層体（３）を展開することによって構成される。
【００２０】
ハニカム構造体（１ａ）及び吸着素子（１Ａ）の製造方法を図３〜図６に基づいて説明すると、ハニカム構造体（１ａ）を製造するには、先ず、図３に示す様に、多数個のハニカム構造体（１ａ）を製造するに足る十分な大きさの平板状シート（２）を準備し、これらを積層すると共に各隣接する平板状シート（２）を所定部位で接合する。
【００２１】
平板状シート（２）は、最終的に前述の略波板状のシート（３１）に形成されるものであり、斯かる平板状シート（２）としては、粉体状の吸着材を保持し得る可撓性を備えた繊維質シートが使用される。本発明において、繊維質シートとは、無機あるいは有機の繊維状物質の集合体から成るシートを指し、繊維状物質は互いに絡み合っていてもよい。例えば、アスペクト比の大きなフィラーや、不織布なども「繊維状」の概念に包含される物質である。上記の様な繊維質シートを使用することにより、種々の大きさの吸着素子を容易に製造でき、耐振動性も向上させることが出来る。なお、本発明において、吸着材を保持した状態とは、後述する様に吸着材が含まれるスラリーをハニカム構造体に含浸させることにより、シート（３１）の内部に吸着材の粉体が浸透し、シート（３１）の表面に吸着材の層が形成された状態、換言すれば、吸着材を担持した状態を言う。
【００２２】
具体的には、繊維質シートの構成材料としては、シリカ・アルミナを主成分としたセラミック繊維、ガラス繊維、ＰＡＮやタールなど炭素を含む原料から製造された炭素繊維、繊維状の粘土物質などから成る鉱物系繊維、有機ケイ素ポリマーから製造された有機ケイ素系繊維、ＦｅやＣｕ、Ａｌ，Ｃｒ、Ｎｉなどの金属から製造された金属繊維などが挙げられる。化学繊維としては、アクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリクラール、ナイロン、レーヨン、ビニロン、ビニリデン、ポリ塩化ビニル、アセテート、ポリエステル等の繊維が挙げられる。また、セルロース、絹、木綿等の天然系繊維を使用することも出来る。
【００２３】
特に、成形性、取扱性、製造コストを考慮すると、上記の繊維質シートの材料としては、不織布が好ましい。斯かる不織布としては、レーヨン、ナイロン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル、ビニロン、キュプラ、芳香族ポリアミドなどの化学繊維系の不織布が挙げられる。そして、上記の様な化学繊維系の不織布は、単独の繊維から成るもの又は２種以上の繊維を積層したものの何れでもよい。周知の通り、不織布は、湿式法、乾式法、スパンボンド法、メルトブロー法、ケミカルボンド法、サーマルボンド法、ニードルパンチ法などの製法によって製造される。上記の繊維質シートの常態厚さは、通常は４０〜６００μｍ、好ましくは５０〜４００μｍである。
【００２４】
図３に示す平板状シート（２）は、ハニカム構造体（１ａ）の大きさ及びセル（４）の大きさに応じて、例えば１００〜１０００枚程度積層される。そして、各平板状シート（２）は、積層する際、加熱溶着、超音波溶着または接着剤を使用した接着などの材料に応じた接合法により、各隣接するシート（２）に対して順次に所定部位において接合される。平板状シート（２）においては、各隣接するシート（２）との接合部として、各シート（２）の表裏に当該シートの一辺と平行に一定ピッチで且つ表裏で１／２ピッチずれた状態で多数の直線状接合部（２１）が設定される。シート（２）の一方の面における直線状接合部（２１）の間隔は２〜１５ｍｍ程度とされ、直線状接合部（２１）を前記の間隔で設定した場合には、１つのセル（４）を最大対角線が３〜２５ｍｍ程度のセルに形成できる。
【００２５】
平板状シート（２）を積層した後は、図４に示す様に、積層方向側の各端面のシートが長さ（Ｌ）、幅（Ｗ）の例えば帯状となる様に、平板状シート（２）の積層体を断裁して直方体の積層体（３）を作製する。すなわち、積層体（３）は、平板状シート（２）から形成された所定寸法の帯状のシート（３１）が多数積層され且つ各隣接するシート（３１）が前記の直線状接合部（２１）において互いに接合されたものである。積層体（３）における長さ（Ｌ）はハニカム構造体（１ａ）の軸長に相当し、幅（Ｗ）はハニカム構造体（１ａ）の外径と内径の差（円筒の厚さ）に相当する。吸着素子（１Ａ）を適用する装置によっても相違するが、ハニカム構造体（１ａ）の大きさ、すなわち、積層体（３）の大きさは、通常、長さ（Ｌ）が６０〜４００ｍｍ程度、幅（Ｗ）が１０〜６０ｍｍ程度とされる。
【００２６】
上記の様にして得られた積層体（３）は、これを積層方向（図４において上下の方向）に拡げた場合、図５に示す様に、各帯状のシート（３１）が略波板状に変形すると共に、積層体（３）の長さ（Ｌ）に沿った平行な２つの積層面に多数のセル（４）が開口する。なお、図４中の符号（Ｙ）の矢印は、積層体（３）を拡げた場合に形成されるセル（４）の連通方向を示しており、また、図５は、上記の積層面に形成されるセル（４）を示し、図５中の符号（Ｘ）の矢印は、各シート（３１）の伸長方向および各隣接するシート（３１）により形成されるセル（４）の配列方向を示す。
【００２７】
そこで、本発明においては、図６に示す様に、上記の積層体（３）を使用し、これを拡げた場合に発現するセル（４）の開口がハニカム構造体（１ａ）の周面に位置する様態に、すなわち、積層体（３）を拡げた場合にセル（４）が開口する側の上記の平行な２つの積層面を湾曲させる状態に積層体（３）を展開することにより円筒状のハニカム構造体（１ａ）を構成する。換言すれば、積層体（３）を展開するにあたり、帯状のシート（３１）の一方の長辺が内周に位置し、他方の長辺が外周に位置する様に、積層体（３）を環状に曲げる。そして、積層体（３）の積層方向の両端面に相当するシート（３１）同士を接合する。
【００２８】
なお、ハニカム構造体（１ａ）を製造する場合、積層体（３）は、長さ（Ｌ）及び幅（Ｗ）に予め形成された多数の帯状のシート（３１）を直接積層すると共に、積層する際にこれらを上記の直線状接合部（２１）において接合することにより作製してもよい。
【００２９】
上記の様にして得られたハニカム構造体（１ａ）は、略波板状のシート（３１）のみを円周方向に沿って積層した構造を備え、各セル（４）の開口形状が略六角形に形成されている。そして、本発明の吸着素子（１Ａ）は、吸着材、バインダーおよび溶剤から成るスラリーを上記のハニカム構造体（１ａ）に含浸させた後、温風などによる乾燥処理を施すことにより製造される。すなわち、本発明の吸着素子（１Ａ）は、ハニカム構造体（１ａ）の各シート（３１）に吸着材がバインダーによって固定された構造を備えている。なお、吸着材およびバインダーについては後述する。
【００３０】
次に、図２に示す円柱状の吸着素子（１Ｂ）について説明する。吸着素子（１Ｂ）は、端面に通気用のセル（４）が多数設けられた円柱状（例えば短軸円柱状）のハニカム構造体（１ｂ）に吸着材を保持させて構成される。そして、吸着素子（１Ｂ）においては、ハニカム構造体（１ｂ）が略波板状のシート（３１）のみを円周方向に沿って積層した構造を備えていることにより、各セル（４）の開口形状が略六角形に形成されている。
【００３１】
ハニカム構造体（１ｂ）は、図２に示す様に、例えば短軸円柱状に形成され且つ中心に回転軸が装着される。短軸円柱状のハニカム構造体（１ｂ）は、帯状に形成され且つその長手方向に対してジグザグに屈曲した形状の略波板状のシート（３１）がその長手方向を当該ハニカム構造体の半径に揃える状態で円周方向に沿って多数積層された構造を備えている。ハニカム構造体（１ｂ）の端面に形成されたセル（４）は、隣接する略波板状のシート（３１）の各凸部同士が所定の幅（直線状接合部（２１）の幅）で接合されることにより、その開口形状が略六角形に形成される。なお、ハニカム構造体（１ｂ）において、隣接する略波板状のシート（３１）によって形成されるセル（４）の配列方向（Ｘ）は、シート（３１）の長手方向に沿った方向、すなわち、当該ハニカム構造体の半径に沿った方向である。
【００３２】
上記のハニカム構造体（１ｂ）は、方形平板状（例えば帯状）に形成された多数の方形平板状のシート（３１）を積層すると共に、各シート（３１）の表裏に当該シートの一辺と平行に一定ピッチで且つ表裏で１／２ピッチずれた状態で設定された多数の直線状接合部（２１）（図３参照）において各隣接するシート（３１）を互いに接合して成る積層体（３）（図４参照）を使用し、これを拡げた場合にセル（４）が開口する側の積層面に隣接する他の平行な２つの積層面を湾曲させる状態に積層体（３）を展開することによって構成される。
【００３３】
ハニカム構造体（１ｂ）及び吸着素子（１Ｂ）の製造方法は、図３〜図５及び図７に示す通りであり、ハニカム構造体（１ｂ）を製造する場合、積層体（３）を作製するまでの工程は、前述の円筒状のハニカム構造体（１ａ）と同様である。すなわち、ハニカム構造体（１ｂ）は、略波板状に変形されるシート（３１）の材料として、前述と同様の構成材料から成る図３に示す平板状シート（２）を使用し、前述と同様の方法により図４に示す様な積層体（３）を作製した後、斯かる積層体（３）を展開して製造される。
【００３４】
本発明において、円柱状のハニカム構造体（１ｂ）を製造する場合は、図７に示す様に、上記の積層体（３）を使用し、これを拡げた場合に発現するセル（４）の開口がハニカム構造体（１ｂ）の端面に位置する状態に、すなわち、積層体（３）を拡げた場合にセル（４）が開口する側の積層面に隣接する他の平行な２つの積層面（図４においてシート（３１）の幅（Ｗ）の側の積層面）を湾曲させる状態に積層体（３）を展開することによりハニカム構造体（１ｂ）を構成する。換言すれば、積層体（３）を展開するにあたり、帯状のシート（３１）の一方の短辺が内周に位置し、他方の短辺が外周に位置する様に、積層体（３）を環状に曲げる。そして、積層体（３）の積層方向の両端面に相当するシート（３１）同士を接合する。
【００３５】
なお、ハニカム構造体（１ｂ）を製造する場合、前述のハニカム構造体（１ａ）と同様に、積層体（３）は、予め所定の寸法に形成された帯状のシート（３１）を直接積層すると共に、積層する際にこれらを上記の直線状接合部（２１）において接合することにより作製してもよい。
【００３６】
上記の様にして得られたハニカム構造体（１ｂ）は、略波板状のシート（３１）のみを円周方向に沿って積層した構造を備え、各セル（４）の開口形状が略六角形に形成されている。そして、本発明の吸着素子（１Ｂ）は、前述の吸着素子（１Ａ）と同様に、吸着材、バインダーおよび溶剤から成るスラリーを上記のハニカム構造体（１ｂ）に含浸させた後、温風などによる乾燥処理を施すことにより製造される。すなわち、本発明の吸着素子（１Ｂ）は、ハニカム構造体（１ｂ）の各シート（３１）に吸着材がバインダーによって固定された構造を備えている。
【００３７】
次に、本発明の吸着素子（１Ａ）及び（１Ｂ）の製造に使用されるスラリー、および、これに含まれる吸着材、バインダーについて説明する。ハニカム構造体（１ａ）及び（１ｂ）に含浸させるスラリーは吸着材、バインダー及び水などの溶剤から成る。その他に、本発明の効果を損なわない程度に安定剤などの他の物質が添加されてもよい。例えば上記の３成分から成るスラリーの配合割合は次の通りである。すなわち、吸着材が５〜６０重量％、バインダーが０．１〜５０重量％、溶剤が３０〜９４．９重量％の範囲である。好ましくは、吸着材が１０〜４５重量％、バインダーが１〜３０重量％、溶剤が４０〜８０重量％の範囲である。更には、吸着材に対する溶剤の重量比率は、通常は１〜２０％、好ましくは１．２５〜５％の範囲にあり、バインダー量が吸着材の量を超えないことが好ましい。
【００３８】
スラリー中の吸着材、バインダーおよび溶剤の割合を上記の様に規定する理由は次の通りである。すなわち、溶剤に対する吸着材の割合が上限を超えた場合には、スラリー濃度が高過ぎて吸着材が円滑に含浸しない虞がある。逆に、下限を下回った場合には、一度に含浸できる吸着材の量が少なくなり非効率である。また、バインダー量が吸着材の量を超えた場合には、有効に利用されないバインダーが存在し、粒子同士の望ましくない凝集などを引き起こす虞がある。逆に、下限を下回った場合には、バインダーとしての機能を十分に果たすことが出来ない。なお、上記の様なスラリーをハニカム構造体（１ａ）及び（１ｂ）の各シート（３１）に含浸させるには、通常、ハニカム構造体（１ａ）及び（１ｂ）をスラリーに浸漬させる。
【００３９】
ハニカム構造体（１ａ）及び（１ｂ）に吸着材を保持させるためのバインダーとしては、有機系または無機系バインダーの何れでもよいが、例えば、有機系のバインダーとしては、アクリル樹脂、酢ビ系樹脂、スチレン系樹脂、各種共重合樹脂、オレフィン系樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、シリコーン系樹脂などの樹脂成分を有機溶剤に溶解した接着剤、或いは、アクリル系樹脂エマルジョン、酢ビ系樹脂エマルジョン、スチレン系樹脂エマルジョン、各種共重合樹脂エマルジョン、オレフィン系樹脂エマルジョン、エポキシ樹脂エマルジョン、ウレタン樹脂エマルジョン、フェノール樹脂エマルジョン等の樹脂成分をエマルジョン化したエマルジョン系接着剤が挙げられる。
【００４０】
上記の様なバインダーにおいては、スラリーの安定性、耐熱性やスラリーの粘度調整の観点から種々のものを選択することが出来るが、特に熱的安定性の観点からは、エポキシ樹脂系の接着剤、より具体的にはエポキシ樹脂系のエマルジョン系接着剤が好ましい。シート材料や成形法によっては２種以上の接着剤を使用してもよい。また、無機系のバインダとしては、シリカゾル、アルミナゾル、チタニアゾル、ジルコニアゾルが挙げられる。更に、有機系、無機系バインダー（後述するスラリー）には、シート（３１）における熱伝導を向上させるため、熱伝導率の良い金属繊維、炭素繊維などの繊維状物質やアルミ、銅、銀などの金属粉体やグラファイト等を添加してもよい。
【００４１】
一方、ハニカム構造体（１ａ）及び（１ｂ）に保持させる吸着材としては、ゼオライト、シリカゲル、アルミナ、活性炭、高分子収着体、イオン交換樹脂などが挙げられる。中でも、吸着質蒸気や水蒸気を容易に吸着し且つ低温域で容易に脱着し得るゼオライトが好ましく、特に、骨格構造に少なくともＡｌとＰを含む結晶性アルミノフォスフェート類が好ましい。吸着材個々の粒子における吸着質蒸気や水蒸気の拡散を高める観点から、吸着材の粒子の大きさは、通常は平均粒径が０．１〜３００ミクロン、好ましくは０．５〜２５０ミクロン、更に好ましくは１〜２００ミクロン、最も好ましくは２〜１００ミクロンとされる。ハニカム構造体（１ｂ）及び（１ａ）の各シート（３１）に対する吸着材の目付量は５〜２００ｇ／ｍ２である。また、ハニカム構造体（１ｂ）及び（１ａ）の体積当たりの吸着材の保持量は３０〜２００ｇ／ｌが好ましい。
【００４２】
上記のアルミノフォスフェート類（以下、ＡＬＰＯ類と適宜略記する）は、ＩＺＡ（International Zeolite Association）の定める結晶性アルミノフォスフェートである。結晶性アルミノフォスフェートは、骨格構造を構成する原子がアルミニウム及びリンであり、その一部が他の原子で置換されていても良い。中でも、吸着特性の点から、（Ｉ）アルミニウムがヘテロ原子Ｍｅ１で一部置換されたＭｅ−アルミノフォスフェート（但し、Ｍｅ１は周期表第三または第四周期に属し、２Ａ族、７Ａ族、８族、１Ｂ族、２Ｂ族、３Ｂ族（Ａｌを除く）の元素から選ばれる少なくとも一種類の元素）、（II）リンがヘテロ原子Me２で置換されたＭｅ−アルミノフォスフェート（但し、Me２は周期表第三または第四周期に属する４Ｂ族元素）、あるいは、（III）アルミニウムとリンの両方がそれぞれヘテロ原子Ｍｅ１，Ｍｅ２で置換されたＭｅ−アルミノフォスフェートが好ましい。
【００４３】
Ｍｅは、１種でも２種以上含まれていても良い。好ましいＭｅ（Ｍｅ１，Ｍｅ２）は、周期表第３、第４周期に属する元素である。Ｍｅ１は２価の状態でイオン半径が３以上、０．８ｎｍ以下であるのが好ましく、更に好ましくは２価、４配位の状態でイオン半径が０．４以上、７ｎｍ以下である。上記の中でも、合成の容易さ、吸着特性の点から、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｍｇ，Ｚｎから選ばれる少なくとも一種類の元素であるのが好ましく、特にＦｅであるのが好ましい。Ｍｅ２は、周期表第三または第四周期に属する４Ｂ族元素であり、好ましくはＳｉである。
【００４４】
また、上記のアルミノフォスフェート類としては、通常、そのフレームワーク密度（ＦＤ）が１３Ｔ／ｎｍ３以上で且つ２０Ｔ／ｎｍ３以下のものが使用される。フレームワーク密度の下限は、好ましくは１３．５Ｔ／ｎｍ３以上であり、更に好ましくは１４Ｔ／ｎｍ３以上である。一方、フレームワーク密度の上限は、好ましくは１９Ｔ／ｎｍ３以下である。フレームワーク密度が上記の範囲未満では、構造が不安定となる傾向があり、耐久性が低下する。一方、フレームワーク密度が上記の範囲を越えると、吸着容量が小さくなり、吸着材としての使用に適さなくなる。なお、フレームワーク密度（単位：Ｔ／ｎｍ３）とは、単位体積（ｎｍ３）あたりに存在するＴ原子（ゼオライト１ｎｍ３当たりの酸素以外の骨格を構成する元素の数）を意味する。
【００４５】
アルミノフォスフェート類の構造としては、ＩＺＡが定めるコードで示すと、ＡＥＩ、ＡＥＬ、ＡＥＴ、ＡＦＩ、ＡＦＮ、ＡＦＲ、ＡＦＳ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＴＯ、ＡＴＳ、ＣＨＡ、ＥＲＩ、ＬＥＶ、ＶＦＩが挙げられる。中でも、吸着特性、耐久性の点からは、ＡＥＩ、ＡＥＬ、ＡＦＩ、ＣＨＡ、ＬＥＶの構造を備えたものが好ましく、特に、ＡＦＩ、ＣＨＡの構造を備えたものが好ましい。
【００４６】
吸着材としては、上記の様なアルミノフォスフェート類の中、ＳＡＰＯ−３４、ＦＡＰＯ−５が特に好ましい。また、１種または２種以上のＡＬＰＯ類を組み合わせて使用することも出来る。なお、ＦＡＰＯ及びＳＡＰＯは、製造条件は特に限定さないが、通常、アルミニウム源、リン源、必要に応じてＳｉ，Ｆｅ等のＭｅ源、および、テンプレートを混合した後、水熱合成して製造される。また、ＡＬＰＯ類は、例えば特公平１−５７０４１、特開２００３−１８３０２０、特開２００４−１３６２６９等の公報に記載の公知の合成法を利用して合成することが出来る。
【００４７】
上記の様な本発明の吸着素子（１Ａ）及び（１Ｂ）によれば、略波板状のシート（３１）のみの積層構造をハニカム構造体（１ａ）及び（１ｂ）が備えており、方形平板状の多数のシート（３１）の積層体（３）（図４参照）を展開することによりハニカム構造体（１ａ）及び（１ｂ）を簡単に作製できるため、製造コストをより低減できる。そして、ハニカム構造体（１ａ）及び（１ｂ）における上記の積層構造により各セル（４）の開口形状が略六角形に形成されているため、通気効率を高め、吸着性能をより高めることが出来る。
【００４８】
また、本発明の吸着素子（１Ａ）及び（１Ｂ）において、ハニカム構造体（１ａ）及び（１ｂ）のシート（３１）が繊維質シート、特に不織布によって構成されている場合には、例えば粒径が１０μｍ以下と言ったより小さな粒径の吸着材を多量に積層することにより、吸脱着能力をより高めることが出来、素子自体を一層小型化することが出来る。更に、吸着材として、前述の特定のゼオライトを使用した場合には、狭い温度範囲において吸着質蒸気や水蒸気を容易に吸脱着でき且つ低温域で容易に脱着できるため、余剰の低質熱エネルギーを利用した吸着ヒートポンプや調湿システム、特に小型の除湿空調装置、加湿空調装置などに好適に使用できる。
【実施例】
【００４９】
実施例１：
図１に示す円筒状の吸着素子（１Ａ）を製造した。ハニカム構造体（１ａ）として、外径が１２０ｍｍ、内径が８０ｍｍ、高さが８５ｍｍの構造体を作製した。ハニカム構造体（１ａ）は、ポリエステル製の不織布から成るシート（３１）を１８２枚積層したものであり、各シート（３１）の平板状態における縦横の長さは９５ｍｍ×２０ｍｍ、常態厚さは２８０μｍであった。また、積層体（３）を展開して円筒を形成する際、両端のシート（３１）を粘着剤で結合し、内径が８０ｍｍとなる様に筒内にメッシュ製の円筒状芯材を挿入した。そして、得られたハニカム構造体（１ａ）の周面に形成されたセル（４）は、平均最大対角線長さが６．９ｍｍの略六角形のセルであり、ハニカム構造体（１ａ）の有効体積は５３４ｃｍ３であった。
【００５０】
上記のハニカム構造体（１ａ）に吸着材を保持させるにあたり、特開２００３−１８３０２０の実施例２に記載の方法で合成し、粉砕して得られた平均粒径が５μｍのＳＡＰＯ−３４を８００ｇ、シリカ変性アクリル共重合樹脂が３８ｗｔ％含まれたエマルジョンバインダーを２１０ｇ、水を１１９０ｇ混合調製したスラリーに対し、ハニカム構造体（１ａ）を浸漬させ、これを引き上げて回転させながら液切りを行うことにより、シート（３１）にＳＡＰＯ−３４のスラリーを含浸させた。そして、斯かるハニカム構造体（１ａ）を１２０℃のオーブンに３０分間装填して加熱乾燥させ、次いで、先に挿入したメッシュ製の円筒状芯材を抜き取ることにより吸着素子（１Ａ）を得た。
【００５１】
上記の吸着素子（１Ａ）について、重量測定により吸着材の量を測定したところ、ハニカム構造体（１ａ）に５４ｇのＳＡＰＯ−３４が保持されていることが確認された。そして、吸着素子（１Ａ）の吸着能力に関し、温度２０℃、湿度５０％、風速２ｍ／ｓの空気流下に２０分間放置した後、重量測定により吸着量を測定した結果、１３．２ｇの水分を吸着していることが確認された。
【００５２】
比較例１：
従来型の円筒状の吸着素子を製造すべく、平板状シートと波板状シートの積層体を作製し、実施例と同様に湾曲状態に展開する方法によって円筒状のハニカム構造体の作製を試みた。すなわち、常態厚さが１２０μｍの平板状セラミックシートとコルゲート加工された波板状セラミックシートとを交互に積層することにより、最初に直方体のハニカム構造体を作製した。斯かる直方体のハニカム構造体の高さ（円筒体の軸長に相当する長さ）は８５ｍｍ、長さ（円筒体の周方向に相当する長さ）は３７７ｍｍ、厚さ（セルの連通長さに相当する長さ）は２０ｍｍであった。また、各セルは略三角形のセルであり、当該セルの開口部の高さ（コルゲートの高さ）は４ｍｍ、配列ピッチは６ｍｍであった。次いで、上記の直方体のハニカム構造体をその長さ方向の平行な辺が内外周となる様に円筒状に湾曲させたところ、亀裂やセルの崩壊が多数発生し、円筒状のハニカム構造体を作製することが出来なかった。
【００５３】
比較例２：
従来型の円筒状の吸着素子を製造すべく、平板状シートと波板状シートの積層体を複数個作製し、これらを連結する方法によって円筒状のハニカム構造体の作製を試みた。すなわち、常態厚さが１２０μｍの平板状セラミックシートとコルゲート加工された波板状セラミックシートとを交互に積層することにより、最初に柱状の積層体を８個作製した。各柱状の積層体の高さ（円筒体の軸長に相当する長さ）は８５ｍｍ、長さ（円筒体の周方向に相当する長さ）は３１．４ｍｍ、厚さ（セルの連通長さに相当する長さ）は２０ｍｍであった。また、柱状の積層体において各セルは略三角形のセルであり、当該セルの開口部の高さ（コルゲートの高さ）は４ｍｍ、配列ピッチは６ｍｍであった。
【００５４】
次いで、８個の積層体をその長さ方向の平行な辺が内外周となる様に略円環状に集合配置すると共に、円環状の集合体の両端面を外径１２０ｍｍ、内径８０ｍｍのドーナツ板で固定することにより、略円筒状のハニカム構造体を作製した。斯かるハニカム構造体は、中央空間部の断面形状が実際には八角形であった。また、ハニカム構造体の内周面の面積は実施例１と略同様であったが、有効体積は４２７ｃｍ３であり、実施例１よりも２０％小さかった。
【００５５】
上記の様に作製したハニカム構造体に対し、実施例１と同様の方法により吸着材としてＳＡＰＯ−３４を保持させ、略円筒状の吸着素子を製造した。そして、斯かる吸着素子について、重量測定により吸着材の量を測定したところ、ハニカム構造体に４２ｇのＳＡＰＯ−３４が保持されていることが確認された。そして、吸着素子の吸着能力に関し、実施例１と同様の方法により吸着量を測定した結果、１０．０ｇの水分しか吸着されていないことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る円筒状の吸着素子の外形を示す斜視図およびセルの形状を示す部分拡大図である。
【図２】本発明に係る円柱状の吸着素子の外形を示す斜視図およびセルの形状を示す部分拡大図である。
【図３】基材としてのハニカム構造体の製造方法を示す図であり、シートの積層体の作製における各シートの接合方法を示す部分的な斜視図である。
【図４】基材としてのハニカム構造体の製造方法を示す図であり、シートの積層体の外形を示す部分的な斜視図。
【図５】基材としてのハニカム構造体の製造方法を示す図であり、シートの積層体を拡げた場合のシートの変形状態および形成されるセルの形状を示す積層体の部分的な側面図である。
【図６】基材としてのハニカム構造体の製造方法を示す図であり、円筒状のハニカム構造体の作製における積層体の展開方法を示す斜視図である。
【図７】基材としてのハニカム構造体の製造方法を示す図であり、円柱状のハニカム構造体の作製における積層体の展開方法を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５７】
１Ａ：円筒状の吸着素子
１ａ：円筒状のハニカム構造体
１Ｂ：円柱状の吸着素子
１ｂ：円柱状のハニカム構造体
２  ：平板状シート
２１：直線状接合部
３  ：積層体
３１：方形平板状のシート
４  ：セル
Ｌ  ：積層体の長さ
Ｗ  ：積層体の幅
Ｘ  ：隣接するシートによって形成されたセルの配列方向
Ｙ  ：積層体によって形成されるセルの通気方向
【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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