(57)【要約】【課題】フィルタなどの表面に、接着剤に覆われることなく機能性粒子が担持されている機能性材料の構造体を提供する。【解決手段】機能性材料の構造体（5）は、水分吸脱機能、脱臭機能及び抗菌機能の少なくとも一つの機能を有する複数の機能性粒子（1a,1b,1c,…）と、少なくとも表面が導電性を帯びている繊維（3）とを備えている。機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、電気泳動法を用いて、繊維（3）の表面に電着させることにより担持された第１の機能性粒子（1a,1b,1c,…）と、第１の機能性粒子（1a,1b,1c,…）に接しているか、または、繊維（3）の周囲に存在している第２の機能性粒子（1a,1b,1c,…）とに構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分吸脱機能、脱臭機能及び抗菌機能の少なくとも一つの機能を有する複数の機能性粒子（1a,1b,1c,…）と、
少なくとも表面が導電性を帯びてなる繊維（3）とを備え、
上記機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、電気泳動法を用いて、上記繊維（3）の表面に電着させることにより、上記繊維（3）上に担持された第１の機能性粒子（1a,1b,1c,…）と、該第１の機能性粒子（1a,1b,1c,…）に接しているか、または、繊維（3）の周囲に存在している第２の機能性粒子（1a,1b,1c,…）とに構成されている
ことを特徴とする機能性材料の構造体。
【請求項２】
請求項１において、
上記第２の機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、上記第１の機能性粒子（1a,1b,1c,…）と接着剤（4）を介して接着されている
ことを特徴とする機能性材料の構造体。
【請求項３】
水分吸脱機能、脱臭機能及び抗菌機能の少なくとも一つの機能を有する複数の機能性粒子（1a,1b,1c,…）が粒子状担体（2,2,…）の表面に担持されてなる粒子状機能性材料（6,6,…）と、
少なくとも表面が導電性を帯びてなる繊維（3）とを備え、
上記粒子状機能性材料（6,6,…）は、電気泳動法を用いて、上記繊維（3）の表面に電着させることにより、上記繊維（3）上に担持された第１の粒子状機能性材料（6,6,…）と、該第１の粒子状機能性材料（6,6,…）に接しているか、または、繊維（3）の周囲に存在している第２の粒子状機能性材料（6,6,…）とに構成されている
ことを特徴とする機能性材料の構造体。
【請求項４】
請求項３において、
上記各粒子状担体（2）は、それぞれ導電性材質からなり、上記各粒子状担体（2）の表面には複数個の凹部（2a,2a,…）がそれぞれ形成され、
上記各粒子状担体（2）の少なくとも凹部（2a,2a,…）の表面には、電気泳動法を用いて、機能性粒子（1a,1b,1c,…）が担持されている
ことを特徴とする機能性材料の構造体。
【請求項５】
請求項３または４において、
上記第２の粒子状機能性材料（6,6,…）は、上記第１の粒子状機能性材料（6,6,…）と接着剤（4）を介して接着されている
ことを特徴とする機能性材料の構造体。
【請求項６】
請求項４において、
上記粒子状担体（2,2,…）は、発泡金属体である
ことを特徴とする機能性材料の構造体。
【請求項７】
請求項１または３において、
上記機能性粒子（1a,1b,1c,…）のうち少なくとも一部は、水分吸脱機能を有する粒子（1a）である
ことを特徴とする機能性材料の構造体。
【請求項８】
請求項１または３において、
上記機能性粒子（1a,1b,1c,…）のうち少なくとも一部は、脱臭機能を有する粒子（1b）である
ことを特徴とする機能性材料の構造体。
【請求項９】
請求項１または３において、
上記機能性粒子（1a,1b,1c,…）のうち少なくとも一部は、抗菌機能を有する粒子（1c）である
ことを特徴とする機能性材料の構造体。
【請求項１０】
請求項１または３において、
上記繊維（3）は、合成繊維の表面に導電性膜が形成された構造を有する繊維である
ことを特徴とする機能性材料の構造体。
【請求項１１】
請求項１または３において、
上記繊維（3）は、カーボンナノチューブである
ことを特徴とする機能性材料の構造体。
【請求項１２】
請求項１または３において、
上記繊維（3）は、金属繊維である
ことを特徴とする機能性材料の構造体。
【請求項１３】
請求項１または３において、
上記繊維（3）の表面は、粗面に形成されている
ことを特徴とする機能性材料の構造体。
【請求項１４】
請求項１３において、
上記繊維（3）の粗面は、凹凸構造である
ことを特徴とする機能性材料の構造体。
【請求項１５】
請求項１、３及び４の何れか一項において、
上記機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、機能が異なる複数種類の機能性粒子である
ことを特徴とする機能性材料の構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能性材料の構造体に関し、特に、水分吸脱機能、脱臭機能及び抗菌機能などの機能を有する機能性材料の構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、接着剤を介して、機能性粒子を表面に担持させた多機能フィルタや多機能吸着ロータなどを装填した多機能空気調和機が知られている。そして、機能性粒子としては、水分吸脱機能を有する機能性粒子、脱臭機能を有する機能性粒子または抗菌機能を有する機能性粒子などが挙げられる。そのため、多機能空気調和機は、水分吸脱機能、脱臭機能または抗菌機能を有することとなる。
【０００３】
部材表面に担持させる膜の形成方法としては、例えば、特許文献１には、無機系微粒子及び無機系微粒子を分散させるための分散剤を有機溶剤等の溶媒成分に添加してスラリー化させた後、この無機系微粒子を含むスラリーに、バインダー成分を添加させることによりその膜を形成する方法や、有機系等の溶媒に、無機系微粒子及び無機系微粒子を分散させるための分散剤を添加してスラリー化させることによりその膜を形成する方法が記載されている。
【０００４】
また、非特許文献１には、原紙に顔料を担持させる方法が開示されている。そして、図９に示すように、原紙（51）表面に顔料（52）及びバインダとしてラテックス粒（53）を含む水溶液（54）を塗布後、加熱により乾燥させることにより、ラテックス粒（53）が熱膨張し、原紙（51）及び顔料（52）、または顔料（52）同士は接着される方法が記載されている。
【特許文献１】特開平２０００−２８１９３４号公報
【非特許文献１】著者  東京大学大学院農学生命科学研究科  江前  敏春、発行名印刷用紙設計に役立つ紙の物性・構造の基礎と印刷適性
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されている方法を用いて、フィルタ表面や吸着ロータ表面などに機能性粒子を担持させると、各機能性粒子は、接着剤の中に埋もれた状態で担持されてしまい、担持層の表面にはほとんど存在しない危険性が極めて高い。また、非特許文献１に記載されている方法を用いて原紙（51）の表面に顔料（52）を担持させると、図９（ａ）に示すようにＣＰＶＣ（バインダ（53）に対する顔料（52）の比率を高くしていき、バインダ（53）に空隙（55）の発生する比率）以上で加熱乾燥させても、また、図９（ｂ）に示すようにＣＰＶＣ以下で加熱乾燥させても、ほとんどの顔料分子（52,52,…）は、熱膨張したラテックス粒（53）内に埋もれてしまって担持層の表面には表れない。以上より、特許文献１または非特許文献１に記載されている方法を用いて、フィルタ表面などに機能性粒子を担持させると、その機能性粒子は、担持層の表面に存在しない虞が極めて高く、その結果、充分な機能を発揮できない虞がある。
【０００６】
また、特許文献１及び非特許文献１に記載されている方法を用いて、フィルタ表面や吸着ロータなどに機能性粒子を担持させると、フィルタ表面などが接着剤で覆われてしまうために、担持後のフィルタなどには隙間がほとんどなく、被処理空気がフィルタなどを通過しにくくなってしまう。そのため、フィルタなどにおける被処理空気の処理能力を維持するために、フィルタなどの交換回数の増加を招来してしまう虞がある。さらに、フィルタなどにおける動力負荷が上昇してしまうことにより、フィルタなどを装填させた多機能空気調和機の電気消費量の増加を招来してしまう虞がある。また、被処理空気がフィルタなどを通過しにくくなってしまうため、フィルタなどにおける空気の圧力損失が高くなり、多機能空気調和機を運転させたときに生じる騒音の増大を招来する虞がある。
【０００７】
本発明は、かかる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、フィルタなどの表面に、接着剤に覆われることなく機能性粒子が担持されている機能性材料の構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、水分吸脱機能、脱臭機能及び抗菌機能の少なくとも一つの機能を有する複数の機能性粒子（1a,1b,1c,…）と、少なくとも表面が導電性を帯びてなる繊維（3）とを備えている。そして、上記機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、電気泳動法を用いて、上記繊維（3）の表面に電着させることにより、上記繊維（3）上に担持された第１の機能性粒子（1a,1b,1c,…）と、該第１の機能性粒子（1a,1b,1c,…）に接しているか、または、繊維（3）の周囲に存在している第２の機能性粒子（1a,1b,1c,…）とに構成されている。
【０００９】
ここで、繊維（3）は少なくとも表面が導電性を帯びてなるとは、繊維（3）は少なくとも表面に導電性を有してなるという意味である。
【００１０】
また、第１の機能性粒子（1a,1b,1c,…）とは、繊維（3）に直接担持されている機能性粒子であり、第２の機能性粒子（1a,1b,1c,…）とは、繊維（3）に直接担持されることなく、他の機能性粒子（1a,1b,1c,…）を介して、繊維（3）に担持されている機能性粒子である。つまり、第２の機能性粒子（1a,1b,1c,…）とは、繊維（3）に担持された第１の機能性粒子（1a,1b,1c,…）に接して且つ繊維（3）よりも遠ざかる位置に担持されている別の機能性粒子と、更に、この別の機能性粒子（1a,1b,1c,…）に接して且つ繊維（3）よりも更に遠ざかる位置に担持されている更に別の機能性粒子、つまり、繊維（3）の周囲に存在している機能性粒子とを意味する。
【００１１】
この第１の発明では、機能性粒子（1a,1b,1c,…）には、繊維（3）及び隣り合う機能性粒子（1a,1b,1c,…）と接している機能性粒子もあれば、繊維（3）とは接することなく隣り合う機能性粒子（1a,1b,1c,…）とのみ接している機能性粒子もある。そして、機能性材料の構造体（5）では、繊維（3）は、見えないほど多くの機能性粒子（1a,1b,1c,…）により表面が覆われていることが好ましい。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、上記第２の機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、上記第１の機能性粒子（1a,1b,1c,…）と接着剤（4）を介して接着されている。
【００１３】
第３の発明は、水分吸脱機能、脱臭機能及び抗菌機能の少なくとも一つの機能を有する複数の機能性粒子（1a,1b,1c,…）が粒子状担体（2,2,…）の表面に担持されてなる粒子状機能性材料（6,6,…）と、少なくとも表面が導電性を帯びてなる繊維（3）とを備えている。そして、上記粒子状機能性材料（6,6,…）は、電気泳動法を用いて、上記繊維（3）の表面に電着させることにより、上記繊維（3）状に担持された第１の粒子状機能性材料（6,6,…）と、該第１の粒子状機能性材料（6,6,…）に接しているか、または、繊維（3）の周囲に存在している第２の粒子状機能性材料（6,6,…）とに構成されている。
【００１４】
ここで、繊維（3）は少なくとも表面が導電性を帯びてなるとは、繊維（3）は少なくとも表面に導電性を有してなるという意味である。
【００１５】
また、第１の粒子状機能性材料（6,6,…）とは、繊維（3）に直接担持されている粒子状機能性材料であり、第２の粒子状機能性材料（6,6,…）とは、繊維（3）に直接担持されることなく、他の粒子状機能性材料（6,6,…）を介して、繊維（3）に担持されている粒子状機能性材料である。つまり、第２の粒子状機能性材料（6,6,…）とは、繊維（3）に担持された第１の粒子状機能性材料（6,6,…）に接して且つ繊維（3）よりも遠ざかる位置に担持されている別の粒子状機能性材料と、更に、この別の粒子状機能性材料（6,6,…）に接して且つ繊維（3）よりも更に遠ざかる位置に担持されている更に別の粒子状機能性材料、つまり、繊維（3）の周囲に存在している粒子状機能性材料とを意味する。
【００１６】
この第３の発明によれば、粒子状機能性材料（6,6,…）には、繊維（3）及び隣り合う粒子状機能性材料（6,6,…）と接している粒子状機能性材料もあれば、繊維（3）とは接することなく隣り合う粒子状機能性材料（6,6,…）とのみ接している粒子状機能性材料もある。そして、機能性材料の構造体（25）では、繊維（3）は、見えないほど多くの粒子状機能性材料（6,6,…）により表面が覆われていることが好ましい。
【００１７】
第４の発明は、第３の発明において、上記各粒子状担体（2）が、それぞれ導電性材質からなり、上記各粒子状担体（2）の表面には複数個の凹部（2a,2a,…）がそれぞれ形成され、上記各粒子状担体（2）の少なくとも凹部（2a,2a,…）の表面には、電気泳動法を用いて、機能性粒子（1a,1b,1c,…）が担持されている。
【００１８】
第５の発明は、第３又は第４の発明において、上記第２の粒子状機能性材料（6,6,…）は、上記第１の粒子状機能性材料（6,6,…）と接着剤（4）を介して接着されている。
【００１９】
第６の発明は、第４の発明において、上記粒子状担体（2,2,…）は、発泡金属体である。
【００２０】
ここで、発泡金属体とは、アルミニウムなどの金属の塊内に無数の気泡を有する多孔体である。
【００２１】
第７の発明は、第１又は第３の発明において、上記機能性粒子（1a,1b,1c,…）のうち少なくとも一部が、水分吸脱機能を有する粒子（1a）である。
【００２２】
水分吸脱機能を有する粒子（1a）は、例えば、ゼオライトやシリカゲルなどである。
【００２３】
第８の発明は、第１又は第３の発明において、上記機能性粒子（1a,1b,1c,…）のうち少なくとも一部が、脱臭機能を有する粒子（1b）である。
【００２４】
脱臭機能を有する粒子（1b）は、例えば、酸化チタンなどの光触媒や白金触媒などである。
【００２５】
第９の発明は、第１又は第３の発明において、上記機能性粒子（1a,1b,1c,…）のうち少なくとも一部が、抗菌機能を有する粒子（1c）である。
【００２６】
抗菌機能を有する粒子（1c）は、例えば、ヨウ素などである。
【００２７】
第１０の発明は、第１又は第３の発明において、上記繊維（3）が、合成繊維の表面に導電性膜が形成された構造を有する繊維である。
【００２８】
第１１の発明は、第１又は第３の発明において、上記繊維（3）が、カーボンナノチューブである。
【００２９】
第１２の発明は、第１又は第３の発明において、上記繊維（3）が、金属繊維である。
【００３０】
第１３の発明は、第１又は第３の発明において、上記繊維（3）の表面が、粗面に形成されている。
【００３１】
上記繊維（3）の粗面は、例えば、サンドブラストなどの機械的処理、硫酸やリン酸を用いたエッチング等の化学的処理、アルマイト処理等の電気化学的処理により形成される。
【００３２】
第１４の発明は、第３の発明において、上記繊維（3）の粗面が、凹凸構造である。
【００３３】
第１５の発明は、第１，３及び４の何れか一つの発明において、 上記機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、機能が異なる複数種類の機能性粒子である。
【発明の効果】
【００３４】
上記第１の発明によれば、機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、電気泳動法を用いて繊維（3）の表面に電着されることにより、繊維（3）の表面に担持される。従って、機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、接着剤をほとんど介することなく繊維（3）の表面に担持される。そのため、機能性粒子（1a,1b,1c,…）が接着剤の中に埋もれてしまうことはない。従って、繊維（3）に担持された機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、その機能を充分に発揮することができる。
【００３５】
また、上記機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、接着剤をほとんど介することなく繊維（3）の表面に担持されているため、繊維（3）表面が接着剤で覆われてしまうことはない。そのため、繊維（3）表面には比較的多くの隙間が存在する。従って、例えば、第１の発明により形成された多機能吸着ロータにおける被処理空気の処理能力を維持するために、その多機能吸着ロータを頻繁に交換する必要はない。さらに、その多機能吸着ロータにおける動力負荷が上昇してしまうことはなく、多機能吸着ロータを装填させた多機能空気調和機の電気消費量を低く抑えることができる。また、多機能吸着ロータにおける空気の圧力損失を低く抑えることができ、多機能空気調和機を運転させても騒音を低く抑えることができる。
【００３６】
また、上記第２の発明によれば、繊維（3）上に担持されていない第２の機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、接着剤（4）により、繊維（3）上に担持されている第１の機能性粒子（1a,1b,1c,…）と強固に固定される。
【００３７】
また、上記第３の発明によれば、表面に機能性粒子（1a,1b,1c,…）が担持されている粒子状機能性材料（6,6,…）は、電気泳動法を用いて繊維（3）の表面に電着されることにより、繊維（3）の表面に担持される。そのため、上記第１の発明と同様に、機能性材料の構造体（25）において、機能性粒子（1a,1b,1c,…）が接着剤の中に埋もれてしまうことはない。従って、繊維（3）上に担持された機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、その機能を充分に発揮することができる。
【００３８】
また、上記粒子状機能性材料（6,6,…）は、接着剤をほとんど介することなく繊維（3）の表面に担持されているため、上記第１の発明と同様に、繊維（3）の表面が接着剤で覆われてしまうことはない。従って、例えば、本発明により形成された多機能吸着ロータを頻繁に交換する必要はない。さらに、その多機能吸着ロータにおける動力負荷が上昇してしまうことはなく、多機能吸着ロータを装填させた多機能空気調和機の電気消費量を低く抑えることができる。また、多機能吸着ロータにおける空気の圧力損失を低く抑えることができ、多機能空気調和機を運転させても騒音を低く抑えることができる。
【００３９】
さらに、表面に機能性粒子（1a,1b,1c,…）が担持されている粒子状機能性材料（6,6,…）を、繊維（3）上に担持させているため、繊維（3）上には、上記第１の発明よりも、非常に多くの機能性粒子（1a,1b,1c,…）を担持させることができる。その結果、上記構造体（25）は、例えば、優れた水分吸脱機能、脱臭機能及び抗菌機能を有することができる。
【００４０】
また、上記第４の発明によれば、機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、電気泳動法を用いて粒子状担体（2）の表面に電着されることにより、粒子状担体（2）の表面に担持される。そのため、機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、接着剤をほとんど介することなく粒子状担体（2）の表面に担持される。
【００４１】
さらに、粒子状担体（2）は、表面に複数の凹部（2a,2a,…）が形成されているため、粒子状担体（2）の表面積は、粒子状担体（2）と同程度の大きさの粒子の表面積に比べて、非常に大きくなる。その結果、その粒子の表面に担持されうる機能性粒子（1a,1b,1c,…）の個数よりも非常に多くの機能性粒子（1a,1b,1c,…）を導電性の粒子状担体（3）の表面に担持させることができる。従って、上記繊維（3）上により多くの機能性粒子（1a,1b,1c,…）を担持させることができる。そのため、上記構造体（25）は、例えば、優れた水分吸脱機能、脱臭機能及び抗菌機能を有する。
【００４２】
また、上記第５の発明によれば、繊維（3）上に担持されていない第２の粒子状機能性材料（6,6,…）は、接着剤（4）により、繊維（3）上に担持されている第１の粒子状機能性材料（6,6,…）と強固に固定される。
【００４３】
また、上記第６の発明によれば、上記粒子状担体（2,2,…）が発泡金属であるので、粒子状担体（2）の表面に、機能性粒子（1a,1b,1c,…）を電着させて担持させることができる。
【００４４】
また、上記第７の発明によれば、上記機能性粒子（1a,1b,1c,…）のうち少なくとも一部が、水分吸脱機能を有するので、構造体（5,25）自体が、確実に水分吸脱機能を発揮する。
【００４５】
また、上記第８の発明によれば、上記機能性粒子（1a,1b,1c,…）のうち少なくとも一部が、脱臭機能を有するので、構造体（5,25）自体が、確実に脱臭機能を発揮する。
【００４６】
また、上記第９の発明によれば、上記機能性粒子（1a,1b,1c,…）のうち少なくとも一部が、抗菌機能を有するので、構造体（5,25）自体が、確実に抗菌機能を発揮する。
【００４７】
また、上記第１０の発明によれば、上記繊維（3）は、合成繊維の表面に導電性膜が形成されているので、上記繊維（3）の表面に機能性粒子（1a,1b,1c,…）又は粒子状機能性材料（6,6,…）を確実に電着させて担持させることができる。
【００４８】
また、上記第１１の発明によれば、上記繊維（3）がカーボンナノチューブであるので、多数の機能性粒子（1a,1b,1c,…）又は粒子状機能性材料（6,6,…）を電着させて担持させることができる。
【００４９】
また、上記第１２の発明によれば、上記繊維（3）が金属繊維であるので、上記繊維（3）の表面に機能性粒子（1a,1b,1c,…）又は粒子状機能性材料（6,6,…）を電着させて担持させることができる。
【００５０】
また、上記第１３の発明によれば、上記繊維（3）の表面が粗面に形成されているために、表面が平滑な繊維に比べて、機能性粒子（1a,1b,1c,…）又は粒子状機能性材料（6,6,…）の接着面積が大きくなるので、機能性粒子（1a,1b,1c,…）又は粒子状機能性材料（6,6,…）を電着させて、確実に担持させることができる。
【００５１】
また、上記第１４の発明は、第１３の発明の上記繊維（3）の粗面の一例であり、上記繊維（3）の粗面を凹凸構造にしたために、より接着面積大きくなるので、より確実に機能性粒子（1a,1b,1c,…）又は粒子状機能性材料（6,6,…）を担持させることができる。
【００５２】
また、上記第１５の発明によれば、上記機能性粒子（1a,1b,1c,…）は機能が異なる複数の種類の機能性粒子備えているので、上記構造体が複数の機能を確実に発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００５４】
《発明の実施形態１》
本実施形態における機能性材料の構造体を図１に基づいて説明する。図１に示すように、機能性材料の構造体（5）は、機能性粒子（1a,1b,1c,…）と、少なくとも表面が導電性を帯び、互いに絡み合っている複数本の繊維（3,3,…）とを備えている。そして、複数個の機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、図２に示すように、電気泳動法により繊維（3,3,…）の表面に電着されることにより、繊維（3,3,…）の表面に担持される。また、上記機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、より詳細には、図３（ａ）及（ｂ）に示すように、機能性微粒子（101a,101b,101c,…）が複数密着して形成される集合体である。
【００５５】
上記機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、一部が第１の機能性粒子（1a,1b,1c,…）となり、他が第２の機能性粒子（1a,1b,1c,…）となる。そして、第１の機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、繊維（3）上に担持され、第２の機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、上記第１の機能性粒子（1a,1b,1c,…）に接しているか、または、繊維（3）の周囲に存在している。従って、機能性粒子（1a,1b,1c,…）には、繊維（3）及び隣り合う機能性粒子（1a,1b,1c,…）と接している機能性粒子（1a,1b,1c,…）もあれば、繊維（3）とは接することなく隣り合う機能性粒子（1a,1b,1c,…）とのみ接している機能性粒子（1a,1b,1c,…）もある。そして、機能性材料の構造体（5）は、繊維（3）が観察できないほど多くの機能性粒子（1a,1b,1c,…）が繊維（3）を覆っていることが好ましい。また、隣り合う機能性粒子は接着剤（4）を介して接着されている。
【００５６】
上記機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、例えば、水分吸脱機能を有する機能性粒子（1a）、脱臭機能を有する機能性粒子（1b）及び抗菌機能を有する機能性粒子（1c）である。水分吸脱機能を有する機能性粒子（1a）は、例えば、ゼオライトやシリカゲルなどであり、脱臭機能を有する機能性粒子（1b）は、例えば、白金触媒や酸化チタン、酸化亜鉛などの光触媒などであり、抗菌機能を有する機能性粒子（1c）は、例えば、ヨウ素などである。
【００５７】
各繊維（3）は、それぞれ、少なくとも表面に導電性を有している繊維であればよく、例えば、合成繊維の表面に導電性膜が形成された構造を示す繊維であればよく、更に好ましくは、金属繊維やカーボンナノチューブである。
【００５８】
次に、機能性材料の構造体（5）の製造方法、すなわち、繊維（3）の表面に、機能性粒子（1a,1b,1c,…）を担持させる方法を図２及び図３に基づいて説明する。
【００５９】
まず、担持装置は、外部直流電源（7）、導電性材料からなるマイナス電極部材（9）及びプラス電極部材となる繊維（3）を備え、導線（11a）を介してマイナス電極部材（9）と外部直流電源（7）のマイナス極（7a）とを接続し、導線（11b）を介して繊維（3）と外部直流電源（7）のプラス極（7b）とを接続する。そして、機能性粒子（1a,1b,1c,…）と極微量の接着剤（4）を含んだ溶液（13）の入った容器（15）には、マイナス極（7a）と接続しているマイナス電極部材（9）及びプラス極（7b）と接続している繊維（3）を浸漬させる。上記機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、空気中では、同種の機能性微粒子（101a,101b,101c,…）が複数密着して形成されているが、溶液中では各機能性微粒子（101a,101b,101c,…）に解離する。つまり、この溶液（13）中においては、図３（ａ）に示すように、機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、機能性微粒子（101a,101b,101c,…）の状態で存在している。
【００６０】
外部直流電源（7）の電源を入れると、繊維（3）の表面はプラスに帯電する。また、マイナス電極部材（9）の表面はマイナスに帯電する。溶液中において、マイナスに帯電した機能性微粒子（101a,101b,101c,…）は、プラス電極部材である繊維（3）の表面がプラスに帯電しているために、図３（ａ）に示すように、静電引力により繊維（3）の表面に引き寄せられ、繊維（3）の表面に電着される。
【００６１】
上記電気泳動法により機能性微粒子（101a,101b,101c,…）が電着された繊維（3）が容器（15）から取り出されると、繊維（3）に電着している機能性微粒子（101a,101b,101c,…）は、極微量の接着剤（4）を介して繊維（3）の表面に担持され、さらに、隣接する同種の機能性微粒子（101a,101b,101c,…）は互いに極微量の接着剤（4）を介して結合し、第１の機能性粒子（1a,1b,1c,…）を形成する。図３（ｂ）は、そのうちの一つの上記繊維（3）に担持された機能性粒子（1a）を示している。このようにして、第１の機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、繊維（3）の表面に担持される。なお、本実施形態では、溶液中に数種類の機能性微粒子（101a,101b,101c,…）が含まれているので、繊維（3）の表面には、同種の機能性微粒子（101a,101b,101c,…）同士ではなく、他種類の機能性微粒子（101a,101b,101c,…）同士が結合した機能性粒子も存在する。
【００６２】
そして、溶液（13）中に極微量の接着剤（4）が含まれているので、繊維（3）の表面に隣接して担持されている第１の機能性粒子（1a,1b,1c,…）同士を接着させることができ、さらに、第１の機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、強固に繊維（3）の表面に担持される。また、第２の機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、第１の機能性粒子（1a,1b,1c,…）に強固に固定される。
【００６３】
次に、上記機能性材料の構造体（5）の用途の一例を、図４に基づいて説明する。図４（ａ）は、多機能吸着ロータ（19）を示し、図４（ｂ）は、図４（ａ）の仮想線の円形部の拡大図を示している。そして、図４（ｂ）に示す仮想線の円形部を拡大すると、図１に示す機能性材料の構造体（5）となる。すなわち、多機能吸着ロータ（19）は、機能性材料の構造体（5）を用いて形成された多機能ハ二カム構造体（21）に構成される。このように、上記構造体（5）を用いて多機能吸着ロータ（19）を形成すると、機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、多機能吸着ロータ（19）の表面のみならず内部にも担持されることとなり、多機能吸着ロータ（19）は、機能性粒子（1a,1b,1c,…）が表面にのみ担持されている場合に比べて、優れた水分吸脱機能、脱臭機能及び抗菌機能などを有することになる。
【００６４】
−実施形態１の効果−
本実施形態における機能性材料の構造体（5）は、機能性粒子（1a,1b,1c,…）が電気泳動法により繊維（3）の表面に電着されることにより製造される。従って、機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、接着剤をほとんど介することなく、繊維（3）の表面に担持される。その結果、従来のように、機能性粒子（1a,1b,1c,…）が接着剤に埋もれてしまうことはないため、繊維（3）の表面に担持されている機能性粒子（1a,1b,1c,…）はそれぞれの機能を充分に発揮することができる。
【００６５】
また、従来、接着剤を用いて、基板表面に機能性粒子（1a,1b,1c,…）を担持させると、接着剤により機能性粒子（1a,1b,1c,…）の性能が低下してしまう虞があったが、本実施形態における機能性材料の構造体（5）は、接着剤をほとんど介することなく、繊維（3）の表面に担持されるため、機能性粒子（1a,1b,1c,…）の性能が低下する虞はない。
【００６６】
さらに、機能性粒子（1a,1b,1c,…）同士及び機能性粒子（1a,1b,1c,…）と導電性の繊維（3）との間に必要量の接着剤を介して、機能性粒子（1a,1b,1c,…）は繊維（3）の表面に担持される。そのため、必要量以上の接着剤を介して繊維（3）の表面に担持される従来の場合と同程度の強度で、機能性粒子（1a,1b,1c,…）は繊維（3）の表面に担持される。
【００６７】
また、上記構造体（5）は、繊維（3）の表面に担持されている一部の機能性粒子（1a）が水分吸脱機能を有し、他の一部の機能性粒子（1b）が脱臭機能を有し、更に他の一部の機能性粒子（1c）が抗菌機能を有するように構成することができる。従って、一個の機能性材料の構造体（5）が、水分吸脱機能、脱臭機能及び抗菌機能という複数の機能を有する。そのため、例えば、機能性材料の構造体（5）を用いて多機能吸着ロータ（19）を形成し、該多機能吸着ロータ（19）を装填した多機能空気調和機を構成することができる。この結果、水分吸脱機能を有する機能性粒子（1a）が担持された部材、脱臭機能を有する機能性粒子（1b）が担持された部材及び抗菌機能を有する機能性粒子（1c）が担持された部材を用いることなく多機能空気調和機を構成することができる。従って、多機能空気調和機を低コストで製造することができるとともに、コンパクトにすることができる。
【００６８】
また、本実施形態における機能性材料の構造体（5）では、機能性粒子（1a,1b,1c,…）が、接着剤をほとんど介することなく繊維（3）の表面に担持されているため、繊維（3）表面は接着剤で覆われていない。そのため、繊維（3）の表面には比較的多くの隙間が存在するため、形成された多機能吸着ロータ（19）などにおける被処理空気の処理能力を維持するために、多機能吸着ロータ（19）を頻繁に交換する必要はない。さらに、多機能吸着ロータ（19）における動力負荷が上昇してしまうことはなく、多機能吸着ロータ（19）を装填させた多機能空気調和機の電気消費量を低く抑えることができる。また、多機能吸着ロータ（19）における空気の圧力損失を低く抑えることができ、多機能空気調和機を運転させても騒音を小さく抑えることができる。
【００６９】
また、電気泳動法を用いて、機能性材料の構造体（5）を製造する際、水分吸脱機能を有する粒子（1a）と脱臭機能を有する粒子（1b）と抗菌機能を有する粒子（1c）とでは、材質が異なるため、帯電状態が異なると考えられる。そのため、外部直流電源（7）が供給する電流量を変えることにより、機能性材料の構造体（5）の表面に電着される機能性粒子の種類は異なると考えられる。従って、例えば、水分吸脱機能に特に優れた機能性材料の構造体（5）が必要であれば、外部直流電源（7）の電流値を、繊維（3）の表面に水分吸脱機能を有する機能性粒子（1a）が選択的に電着されるような電流値に設定すればよい。すなわち、外部直流電源（7）が供給する電流量を変えるという非常に簡便な操作により、機能性材料の構造体（5）を自由自在に設計することができる。さらに、繊維（3）の長さや繊維（3）同士の絡まり具合を変えることにより、機能性材料の構造体（5）の形態を自由自在に変えることができるため、想定する機器の大きさに合わせた材料設計ができる。
【００７０】
また、電気泳動法により、繊維（3）の表面に機能性粒子（1a,1b,1c,…）を担持させる際、繊維（3）をプラス電極部材とすることができるため、プラス電極部材をわざわざ用いる必要はない。また、プラス電極部材に担持させた機能性粒子（1a,1b,1c,…）を繊維（3）の表面に担持させるなどという工程を経る必要もない。よって、低コスト且つ簡便に、機能性材料の構造体（5）を製造することができる。
【００７１】
《発明の実施形態２》
本実施形態における機能性材料の構造体（25）を図５に基づいて説明する。上記実施形態１においては、繊維（3）上に、機能性粒子（1a,1b,1c,…）を担持させたが、実施形態２では、粒子状担体（2）を介して、繊維（3）上に機能性粒子（1a,1b,1c,…）を担持させる。以下においては、上記実施形態１と異なる部分について、主に説明する。
【００７２】
本実施形態の機能性材料の構造体（25）は、図５に示すように、粒子状機能性材料（6,6,…）と、少なくとも表面が導電性を帯び、互いに絡み合っている複数本の繊維（3,3,…）とからなる。そして、粒子状機能性材料（6,6,…）は、電気泳動法により繊維（3,3,…）の表面に電着されることにより、繊維（3,3,…）の表面に担持される。具体的には、上記粒子状機能性材料（6,6,…）は、一部が第１の粒子状機能性材料（6,6,…）となり、他が第２の粒子状機能性材料（6,6,…）となる。第１の粒子状機能性材料（6,6,…）は、繊維（3）上に担持され、第２の粒子状機能性材料（6,6,…）は、その第１の粒子状機能性材料（6,6,…）に接しているか、または、繊維（3）の周囲に存在している。従って、粒子状機能性材料（6,6,…）には、繊維（3）及び隣り合う粒子状機能性材料（6,6,…）と接している粒子状機能性材料（6,6,…）もあれば、繊維（3）とは接することなく隣り合う粒子状機能性材料（6,6,…）とのみ接している粒子状機能性材料（6,6,…）もある。そして、機能性材料の構造体（25）は、繊維（3）が観察できないほど多くの粒子状機能性材料（6,6,…）が繊維（3）を覆っていることが好ましい。また、隣り合う粒子状機能性材料は接着剤（4）を介して接着されている。
【００７３】
粒子状機能性材料（6）に担持されている機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、上記実施形態１に記載したように、例えば、水分吸脱機能を有する機能性粒子（1a）、脱臭機能を有する機能性粒子（1b）及び抗菌機能を有する機能性粒子（1c）である。
【００７４】
粒子状機能性材料（6,6,…）は、図６に示すように、機能性粒子（1a,1b,1c,…）と、表面に複数の凹部（2a,2a,…）を備えている粒子状担体（2）とからなる。粒子状担体（2）は、最大粒径が０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下である略球状の粒子であり、表面に複数個の凹部（2a,2a,…）を備えている。
【００７５】
粒子状担体（2）の表面に機能性粒子（1a,1b,1c,…）を担持させる方法は、特に限定されないが、上記実施形態１に記載した電気泳動法を用いることが好ましい。このとき、図２に示した電気泳動法において、プラス電極部材として、粒子状担体（2）を用いればよい。そのため、粒子状担体（2）は、少なくとも表面が導電性を帯びている粒子状担体であればよく、アルミニウムなどの金属の塊内に無数の気泡を有する多孔体である発泡金属体であれば更に好ましい。そして、粒子状担体（2）は、上記電気泳動法により機能性粒子（1a,1b,1c,…）を電着させた後、溶液から取り出され、十分乾燥させる。このようにして、粒子状機能性材料（6,6,…）は、粒子状担体（2）に、極微量の接着剤（4）を介して機能性粒子（1a,1b,1c,…）を強固に担持されるように構成されている。また、機能性粒子（1a,1b,1c,…）同士も極微量の接着剤（4）を介して強固に結合されている。
【００７６】
次に、機能性材料の構造体（25）の製造方法、すなわち、繊維（3）の表面に、粒子状機能性材料（6,6,…）を担持させる方法を図７に基づいて説明する。
【００７７】
上記実施形態１における機能性材料の構造体（5）の製造方法と同様、マイナス電極部材（9）及び繊維（3）をそれぞれ外部直流電源（7）のマイナス極（7a）及びプラス極に電気的に接続する。なお、溶液（13）は、粒子状機能性材料（6,6,…）を含んでいる。上記粒子状機能性材料（6,6,…）は、粒子状担体（2）に機能性粒子（1a,1b,1c,…）が強固に担持されているので、溶液（13）中において、機能性粒子（1a,1b,1c,…）や機能性微粒子（101a,101b,101c,…）に解離することなく、粒子状機能性材料（6,6,…）の状態で存在している。
【００７８】
その後、外部直流電源（7）の電源を入れると、繊維（3）の表面はプラスに帯電する。また、マイナス電極部材（9）の表面はマイナスに帯電する。溶液（13）中にて、マイナスに帯電した粒子状機能性材料（6,6,…）は、プラス電極部材である繊維（3）の表面がプラスに帯電しているために、図７の矢印で示すように、静電引力により繊維（3）の表面に引き寄せられ、繊維（3）の表面に電着される。これにより、粒子状機能性材料（6,6,…）は繊維（3）の表面に担持される。
【００７９】
なお、粒子状機能性材料（6,6,…）を含んだ溶液（13）に、極微量の接着剤を混入させておくことが好ましい。これにより、上記第１の粒子状機能性材料（6,6,…）は、極微量の接着剤（4）を介して、より強固に繊維（3）の表面に担持される。また、隣接する粒子状機能性材料（6,6,…）同士も極微量の接着剤（4）を介して、強固に結合することができる。
【００８０】
そして、本実施形態においても、機能性材料の構造体（25）を用いて、図４（ａ）に示す多機能吸着ロータ（19）を製造することができる。
【００８１】
−実施形態２の効果−
本実施形態における機能性材料の構造体（25）は、粒子状機能性材料（6,6,…）が電気泳動法により繊維（3）の表面に電着されることにより、製造される。従って、粒子状機能性材料（6,6,…）は、接着剤をほとんど介することなく、繊維（3）の表面に担持される。また、粒子状機能性材料（6,6,…）の表面には、機能性粒子（1a,1b,1c,…）が担持されている。すなわち、本実施形態における機能性材料の構造体（25）では、粒子状機能性材料（6,6,…）を介して、繊維（3）の表面に機能性粒子（1a,1b,1c,…）が担持されているため、上記実施形態１における機能性材料の構造体（5）と同様、機能性粒子（1a,1b,1c,…）が接着剤に埋もれてしまうことはなく、繊維（3）の表面に担持されている機能性粒子（1a,1b,1c,…）はそれぞれの機能を充分に発揮することができる。
【００８２】
また、各粒子状担体（2）は、表面に複数の凹部（2a,2a,…）を備えているため、各粒子状担体（2）の表面積は、同程度の大きさの粒子の表面積よりも非常に大きくなる。従って、非常に多くの機能性粒子（1a,1b,1c,…）を担持することができる。そのため、上記実施形態１における機能性材料の構造体（5）において繊維（3）の表面に担持されている機能性粒子（1a,1b,1c,…）よりも、本実施形態における機能性材料の構造体（25）において各粒子状機能性材料（6）を介して繊維（3）の表面に担持されている機能性粒子（1a,1b,1c,…）の方が多い。従って、上記実施形態１における機能性材料の構造体（5）に比べて、上記実施形態２における機能性材料の構造体（25）は、水分吸脱機能、臭気吸脱機能または抗菌機能に優れている。
【００８３】
また、粒子状担体（2）の最大粒径は、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であれば、繊維（3）の表面に担持させやすい。さらに、粒子状担体（2）の最大粒径が０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であれば更に好ましい。なぜならば、粒子状担体（2）の最大粒径が０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であれば、粒子状担体（2）の最大粒径が０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下である場合に比べて、より多くの粒子状機能性材料（6,6,…）を繊維（3）表面に担持させることができ、機能性材料の構造体（25）は、優れた水分吸脱機能、脱臭機能及び抗菌機能を有するためである。
【００８４】
そして、本実施形態における機能性材料の構造体（25）は、上記実施形態１における機能性材料の構造体（5）が奏する効果のうち上記以外の効果については、上記実施形態１における機能性材料の構造体（5）が奏する効果と同一の効果を奏する。
【００８５】
《発明の実施形態３》
本実施形態における機能性材料の構造体を図８に基づいて説明する。上記実施形態１は、平滑な繊維（3）の表面に機能性粒子（1a,1b,1c,…）を担持させたことに代わり、本実施形態は、繊維（3）の表面が凹凸構造に形成され、その上に機能性粒子（1a,1b,1c,…）が担持されている。その他の構成、作用については、実施形態１と同じである。
【００８６】
図８に示すように、機能性粒子（1a,1b,1c,…）のうちの一つである第１の機能性粒子（1a）は、凹凸構造を備えた上記繊維（3）に、機能性微粒子（101a）の集合体として担持されている。つまり、上記繊維（3）の表面は、凹部（3a）が形成されて、凹凸構造に形成されている。なお、図示しないが、他の第１の機能性粒子（1b,1c,…）も同様に機能性微粒子（101b,101c,…）の集合体として、上記繊維（3）に担持されている。上記繊維（3）に凹凸構造を形成させる方法は、特に限定されないが、例えば、サンドブラスト等の機械的処理、硫酸やリン酸等の薬品を用いたエッチングによる化学的処理、アルマイト処理などの電気化学的な処理等により形成される。そして、上記繊維（3）は、表面に凹凸構造を形成することにより、平滑な表面よりも表面積が大きくなる。要するに、繊維（3）の表面が粗面に形成されていればよい。
【００８７】
上記凹凸構造の凹部（3a）の大きさは、図８に示すように、少なくとも機能性粒子（1a,1b,1c,…）を形成する機能性微粒子（101a,101b,101c,…）の大きさより大きいことが好ましい。そして、機能性微粒子（101a,101b,101c,…）の大きさは、その種類によって異なるので、繊維（3）の表面処理方法を適宜選択することにより、使用する機能性粒子（1a,1b,1c,…）の種類に適した大きさとする。これにより、図８に示すように、第１の機能性粒子（1a）は、該機能性粒子（1a）を形成する機能性微粒子（101a）が上記繊維（3）の凹部（3a）に嵌り込むようにして、極微量の接着剤（4）を介して担持される。このようにして、上記繊維（3）と、該繊維（3）が担持する第１の機能性粒子（1a,1b,1c,…）との接触面が非常に大きくなるので、機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、より強固に繊維（3）に担持される。
【００８８】
《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態１、２について、以下のような構成としてもよい。
【００８９】
上記実施形態１において、繊維（3）表面に担持される機能性粒子（1a,1b,1c,…）の個数は限定されない。繊維（3）には、繊維（3）が見えなくなる程度に機能性粒子（1a,1b,1c,…）が担持されていることが好ましい。同じく、上記実施形態２において、繊維（3）表面に担持される粒子状機能性材料（6,6,…）の個数も限定されない。繊維（3）には、繊維（3）が見えなくなる程度に粒子状機能性材料（6,6,…）が担持されていることが好ましい。そして、電気泳動法を施す時間を調整することにより、繊維（3）の表面に担持される機能性粒子（1a,1b,1c,…）の個数または粒子状機能性材料（6,6,…）の個数を調整することができる。
【００９０】
また、上記実施形態１においては、繊維（3）の表面には、水分吸脱機能を有する粒子（1a,1a,…）のみが担持されていてもよく、脱臭機能を有する粒子（1b,1b,…）のみが担持されていてもよく、抗菌機能を有する粒子（1c,1c,…）のみが担持されていてもよい。また、繊維（3）の表面には、水分吸脱機能を有する粒子（1a,1a,…）と脱臭機能を有する粒子（1b,1b,…）とが担持されていてもよく、脱臭機能を有する粒子（1b,1b,…）と抗菌機能を有する粒子（1c,1c,…）とが担持されていてもよく、水分吸脱機能を有する粒子（1a,1a,…）と抗菌機能を有する粒子（1c,1c,…）とが担持されていてもよい。同じく、上記実施形態２においては、粒子状担体（2）の表面に担持される機能性粒子（1a,1b,1c,…）の種類は限定されない。
【００９１】
また、機能性粒子（1a,1b,1c,…）には、水分吸脱機能、脱臭機能及び抗菌機能以外の機能を有する機能性粒子、例えば、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素の吸脱機能を有する粒子、さらには、ＶＯＣ、ＮＯx、ＳＯxなどの有害成分を吸着する機能を有する粒子も含まれる。
【００９２】
また、粒子状担体（2）は、アルミニウム以外の金属からなる発泡金属体からなってもよいし、表面のみが導電性を帯びている粒子状担体であってもよい。
【００９３】
さらに、機能性材料の構造体（5,25）を用いて、多機能フィルタや多機能吸着ブロックを形成してもよい。また、それ以外のものを形成してもよい。
【００９４】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
以上説明したように、本発明は、水分吸脱機能、脱臭機能及び抗菌機能などの複数の機能を有する多機能性材料の構造体として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】実施形態１に係る機能性材料の構造体の構造を示す図である。
【図２】実施形態１に係る電気泳動法を示す図である。
【図３】（ａ）実施形態１に係る電気泳動法を詳細に示す図、（ｂ）実施形態１に係る機能性材料の構造体の拡大図である。
【図４】実施形態１に係る機能性材料の構造体の応用例を示す図である。
【図５】実施形態２に係る機能性材料の構造体の構造を示す図である。
【図６】実施形態２に係る粒子状機能性材料の構造を示す図である。
【図７】実施形態２に係る電気泳動法を説明する図である。
【図８】実施形態３に係る機能性材料の構造体の構造を示す図である。
【図９】従来例における原紙表面に顔料が担持されている図である。
【符号の説明】
【００９７】
1a    水分吸脱機能を有する機能性粒子
1b    脱臭機能を有する機能性粒子
1c    抗菌機能を有する機能性粒子
2     粒子性担体
2a    粒子状担体の凹部
3     繊維
4     接着剤
5,25  機能性材料の構造体
6     粒子状機能性材料
【図１】
2005330638.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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【図９】
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