(57)【要約】【課題】接着剤に覆われることなく各機能性粒子がそれぞれ表面に担持されている多機能材料を提供する。【解決手段】多機能材料（5）は、水分吸脱機能、脱臭機能及び抗菌機能など複数の機能を有する。そして、多機能材料（5）は、少なくとも一つの機能を有する機能性粒子（1a,1b,1c,…）と、表面に複数の凹部（3a,3a,…）が形成された導電性の粒子状担体（3）とを備え、電気泳動法を用いて、導電性の粒子状担体（3）の表面に機能が異なる複数種類の機能性粒子（1a,1b,1c,…）を電着させることにより、導電性の粒子状担体（3）の該凹部（3a,3a,…）の表面に、複数種類の機能性粒子（1a,1b,1c,…）が担持されている。【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含む複数の機能を有する多機能材料であって、
前記複数の機能のうち少なくとも一つの機能を有する機能性粒子（1a,1b,1c,…）と、
表面に複数の凹部（3a,3a,…）が形成された導電性の粒子状担体（3）と
を備え、
電気泳動法を用いて、前記導電性の粒子状担体（3）の表面に機能が異なる複数種類の機能性粒子（1a,1b,1c,…）を電着させることにより、少なくとも該導電性の粒子状担体（3）の該凹部（3a,3a,…）の表面に、該複数種類の機能性粒子（1a,1b,1c,…）が担持されている、多機能材料。
【請求項２】
請求項１に記載の多機能材料において、
前記導電性の粒子状担体（3）の表面に担持されている前記複数種類の機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、互いに隣接しており、
前記隣り合う機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、接着剤（4）を介して接着されている、多機能材料。
【請求項３】
請求項１または２に記載の多機能材料において、
前記導電性の粒子状担体（3）の最大粒径は、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下である、多機能材料。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の多機能材料において、
前記導電性の粒子状担体（3）は、発泡金属体である、多機能材料。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載の多機能材料において、
前記複数種類の機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、水分吸脱機能を有する粒子である、多機能材料。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか一つに記載の多機能材料において、
前記複数種類の機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、脱臭機能を有する粒子である、多機能材料。
【請求項７】
請求項１から４のいずれか一つに記載の多機能材料において、
前記複数種類の機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、抗菌機能を有する粒子である、多機能材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多機能材料に関し、特に、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材料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、水分吸脱機能、脱臭機能及び抗菌機能などを有する多機能空気調和機が知られている。
【０００３】
上記多機能空気調和機を製造する方法として、上記の各機能を有する機能性デバイス、すなわち、水分吸脱機能を有するデバイス、脱臭機能を有するデバイス、抗菌機能を有するデバイスをそれぞれ用意し、これらの機能性デバイスを充填して多機能空気調和機とする方法がある。しかし、この方法では、上記各機能性デバイスをそれぞれ用意しなければならないため、この方法を用いて多機能空気調和機を製造するとコストが高くつく。そのうえ、上記各機能性デバイスをそれぞれ装填しなければならないため、多機能空気調和機は大きくなってしまう。従って、上記製造方法により製造された多機能空気調和機は、実用的ではない場合が多い。
【０００４】
また、多機能空気調和機を製造する別の方法として、接着剤などを用いて、上記の各機能を有する機能性粒子、例えば水分吸脱機能を有するゼオライトまたはシリカゲル、脱臭機能を有する光触媒または白金触媒、並びに抗菌機能を有するヨウ素をそれぞれ必要な
部材に担持させるという方法がある。部材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。そして、特許文献１に記載のこの製造方法では、上記各機能性デバイスをそれぞれ用意する必要はないため、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、製造された多機能空気調和機の大きさを実用的な大きさに抑えることができる。
【特許文献１】特開２０００−２８１９３４号公報
【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では、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。その結果、基板表面に各機能性粒子をそれぞれ担持させても、各機能性粒子がそれぞれ担持層の表面に存在していないために、特許文献１に記載されている方法では、多機能空気調和機が充分な機能を発揮することはできない虞がある。
【０００６】
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、接着剤に覆われることなく各機能性粒子がそれぞれ表面に担持されている多機能材料を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項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含む複数の機能を有する多機能材料である。そして、前記複数の機能のうち少なくとも一つの機能を有する機能性粒子（1a,1b,1c,…）と、表面に複数の凹部（3a,3a,…）が形成された導電性の粒子状担体（3）とを備え、電気泳動法を用いて、前記導電性の粒子状担体（3）の表面に機能が異なる複数種類の機能性粒子（1a,1b,1c,…）を電着させることにより、少なくとも該導電性の粒子状担体（3）の該凹部（3a,3a,…）の表面に、該複数種類の機能性粒子（1a,1b,1c,…）が担持されている。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の多機能材料において、前記導電性の粒子状担体（3）の表面に担持されている前記複数種類の機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、互いに隣接しており、前記隣り合う機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、接着剤（4）を介して接着されている。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の多機能材料において、前記導電性の粒子状担体（3）の最大粒径は、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。好ましくは、前記導電性の粒子状担体（3）の最大粒径は、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下である。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか一つに記載の多機能材料において、前記導電性の粒子状担体（3）は、発泡金属体である。
【００１１】
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。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれか一つに記載の多機能材料において、前記複数種類の機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、水分吸脱機能を有する粒子（1a）である。
【００１３】
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。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項１から４のいずれか一つに記載の多機能材料において、前記複数種類の機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、脱臭機能を有する粒子（1b）である。
【００１５】
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。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項１から４のいずれか一つに記載の多機能材料において、前記複数種類の機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、抗菌機能を有する粒子（1c）である。
【００１７】
抗菌機能を有する粒子（1c）は、例えば、ヨウ素などである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、電気泳動法を用いて導電性の粒子状担体（3）の表面に電着されることにより、導電性の粒子状担体（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導電性の粒子状担体（3）の表面に担持される。そのため、多機能材料（5）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、導電性の粒子状担体（3）に担持された機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、それぞれ各機能を充分に発揮する。
【００１９】
また、本発明では、機能性粒子（1a,1b,1c,…）は導電性の粒子状担体（3）に担持される。ここで、導電性の粒子状担体（3）は、表面に複数の凹部（3a,3a,…）が形成されている。そのため、導電性の粒子状担体（3）の表面積は、導電性の粒子状担体（3）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、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,…）が導電性の粒子状担体（3）の表面に担持されうる。よって、多機能空気調和機などの多機能機器をコンパクト化することができる。
【００２０】
さらに、本発明では、導電性の粒子状担体（3）には、複数種類の機能性粒子（1a,1b,1c,…）が担持されるため、一個の多機能材料（5）が、例えば、水分吸脱機能、臭気吸脱機能及び抗菌吸脱機能などの多くの機能を有することとなる。そのため、各機能性デバイスを用意して多機能空気調和機を製造する必要はなく、従って、多機能空気調和機などの多機能機器を低コストで製造することができるとともに、上記機器の大きさを実用的な大きさに抑えることができる。
【００２１】
また、本発明では、導電性粒子状担体（3）の大きさを自在に設定することができるため、想定する機器に合わせて材料設定ができる。
【００２２】
請求項２に係る発明では、隣り合う機能性粒子（1a,1b,1c,…）は強固に固定される。      
【００２３】
請求項３に係る発明は、導電性の粒子状担体（3）の大きさを限定している。請求項３に係る発明により、基板表面などに導電性の粒子状担体（3）を担持させやすい。
【００２４】
請求項４に係る発明は、導電性の粒子状担体（3）の一例である。請求項４に係る発明により、電気泳動法を用いて、導電性の粒子状担体（3）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。
【００２５】
請求項５に係る発明は、機能性粒子（1a,1b,1c,…）の一例である。請求項５に係る発明により、多機能材料（5）は水分吸脱機能を有する。
【００２６】
請求項６に係る発明は、機能性粒子（1a,1b,1c,…）の一例である。請求項６に係る発明により、多機能材料（5）は、脱臭機能を有する。
【００２７】
請求項７に係る発明は、機能性粒子（1a,1b,1c,…）の一例である。請求項７に係る発明により、多機能材料（5）は、抗菌機能を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
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。なお、本発明は以下の実施形態に限定されることはない。
【００２９】
図１は、多機能材料（5）の模式図である。
【００３０】
多機能材料（5）は、複数種類の機能性粒子（1a,1b,1c,…）と、表面に複数の凹部（3a,3a,…）を備えている導電性の粒子状担体（3）とからなる。そして、複数種類の機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、電気泳動法により導電性の粒子状担体（3）の表面に電着されることにより、少なくとも導電性の粒子状担体（3）の凹部（3a,3a,…）表面に担持される。なお、電気泳動法については、後述する。また、導電性の粒子状担体（3）の表面に担持されている機能性粒子（1a,1b,1c,…）は互いに隣接しており、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。
【００３１】
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。
【００３２】
導電性の粒子状担体（3）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（3a,3a,…）を備えている。導電性の粒子状担体（3）の一例としては、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発泡金属体が挙げられる。
【００３３】
図２は、多機能材料（5）の製造方法を示す図、すなわち、導電性の粒子状担体（3）の表面に、複数種類の機能性粒子（1a,1b,1c,…）を担持させる方法を示す図である。
【００３４】
導電性の粒子状担体（3）の表面に、複数種類の機能性粒子（1a,1b,1c,…）を担持させるためには、まず、外部直流電源（7）、導電性材料からなるプラス電極部材（9）及びマイナス電極部材となる導電性の粒子状担体（3）を用意し、導線（11a）を用いてプラス電極部材（9）と外部直流電源（7）のプラス極（7a）とを接続し、導線（11b）を用いて導電性の粒子状担体（3）と外部直流電源（7）のマイナス極（7b）とを接続する。そして、複数種類の機能性粒子（1a,1b,1c,…）を含んだ溶液（13）の入った容器（15）に、プラス極（7a）と接続しているプラス電極部材（9）及びマイナス極（7b）と接続している導電性の粒子状担体（3）を浸漬させる。その後、外部直流電源（7）の電源を入れる。
【００３５】
外部直流電源（7）の電源を入れると、導電性の粒子状担体（3）の表面はマイナスに帯電する。また、プラス電極部材（9）の表面はプラスに帯電する。溶液（13）中において、そのプラスに帯電した機能性粒子は、マイナス電極部材である導電性の粒子状担体（3）の表面がマイナスに帯電しているために、図２の矢印で示すように、静電引力により導電性の粒子状担体（3）の表面に引き寄せられ、導電性の粒子状担体（3）の表面に電着される。これにより、機能性粒子（1a,1b,1c,…）は導電性の粒子状担体（3）の表面に担持される。
【００３６】
なお、複数種類の機能性粒子（1a,1b,1c,…）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、接着剤（4）を介して、導電性の粒子状担体（3）の表面に隣接して担持されている機能性粒子同士を接着することができ、機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、より強固に導電性の粒子状担体（3）の表面に担持される。
【００３７】
図３は、上記多機能材料（5）の用途の一例を説明する図である。図３（ａ）は、フィルタ繊維（17）表面に多機能材料（5）が担持されている多機能フィルター繊維（18）を示す図、図３（ｂ）は、吸着ロータ（19）表面に多機能材料（5）が担持されている多機能吸着ロータ（20）を示す図、図３（ｃ）は、ハミカム構造体より形成される吸着ブロック（21）に、多機能材料（5）が担持されている多機能吸着ブロック（22）を示す図である。
【００３８】
多機能フィルター繊維（18）、多機能吸着ロータ（20）及び多機能吸着ブロック（22）を製造するためには、接着剤を介して、フィルター繊維（17）、吸着ロータ（19）及び吸着ブロック（21）の表面に多機能材料（5）を担持させる方法が考えられるが、上述した電気泳動法を用いて、各表面に多機能材料（5）を担持させることが好ましい。なぜならば、上述した電気泳動法を用いて各表面に多機能材料（5）を担持させると、多機能材料（5）が接着剤に埋もれてしまうことなくフィルター繊維（17）表面などに担持されるためである。なお、この場合、フィルター繊維（17）、吸着ロータ（19）及び吸着ブロック（21）をマイナス電極部材とすればよく、従って、これらは、導電性材質からなることが好ましいが、少なくとも表面が導電性を帯びていればよい。
【００３９】
さらに好ましい多機能吸着ロータ（20）及び多機能吸着ブロック（22）の製造方法は、多機能フィルタ繊維（18）を用いて製造するという方法である。なぜならば、多機能フィルタ繊維（18）を編み込むことにより多機能吸着ロータ（20）及び多機能吸着ブロック（22）を製造すると、機能性材料（5）は、製造された多機能吸着ロータ（20）及び多機能吸着ブロック（22）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（20）及び多機能吸着ブロック（22）は、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となるためである。
【００４０】
−実施形態の効果−
本実施形態における多機能材料（5）は、複数種類の機能性粒子（1a,1b,1c,…）が電気泳動法により導電性の粒子状担体（3）の表面に電着されることにより、製造される。従って、複数種類の機能性粒子（1a,1b,1c,…）は、接着剤をほとんど介することなく、導電性の粒子状担体（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、導電性の粒子状担体（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。
【００４１】
また、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。しかし、本実施形態における多機能材料（5）は、上述のように、接着剤をほとんど介することなく、導電性の粒子状担体（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。
【００４２】
さらに、機能性粒子（1a,1b,1c,…）同士及び機能性粒子（1a,1b,1c,…）と導電性の粒子状担体（3）との間に必要量の接着剤を介して、機能性粒子（1a,1b,1c,…）は導電性の粒子状担体（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導電性の粒子状担体（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,…）は導電性の粒子状担体（3）の表面に担持されると考えられる。
【００４３】
また、導電性の粒子状担体（3）の表面に担持されている機能性粒子（1a）は水分吸脱機能を有し、機能性粒子（1b）は脱臭機能を有し、機能性粒子（1c）は抗菌機能を有する。従って、一個の多機能材料（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、多機能材料（5）を基板表面などに担持することにより多機能機器を製造すれば、上記の各機能性デバイスをそれぞれ用意して多機能機器を製造する必要はなく、従って、多機能機器を低コストで製造することができるとともに、それらの多機能機器をコンパクトにすることができる。
【００４４】
そのうえ、導電性の粒子状担体（3）は、表面に複数の凹部（3a,3a,…）を備えている。そのため、導電性の粒子状担体（3）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、従って、導電性の粒子状担体（3）の表面には、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。よって、多機能材料（5）を基板表面などに担持させることにより多機能機器を製造すれば、更に、それらの多機能機器をコンパクトにすることができる。
【００４５】
また、導電性の粒子状担体（3）は、その大きさやその形態など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。そして、導電性の粒子状担体（3）の最大粒径が０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であれば、基板表面などに担持させやすいため、好ましい。さらに、導電性の粒子状担体（3）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、導電性の粒子状担体（3）の最大粒径が０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であれば、導電性の粒子状担体（3）の最大粒径が０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下である場合に比べて、より多くの導電性の粒子状担体（3）を基板表面などに担持させることができ、多機能機器などの水分吸脱機能、脱臭機能及び抗菌機能は向上するためである。
【００４６】
更に、電気泳動法を用いて、多機能材料（5）を製造するさい、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、帯電のされ方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、導電性の粒子状担体（3）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多機能材料（5）が必要であれば、外部直流電源（7）の電流値を、導電性の粒子状担体（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、多機能材料（5）を自由自在に設計することができる。さらに、導電性の粒子状担体（3）の大きさ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。
【００４７】
また、電気泳動法により、導電性の粒子状担体（3）の表面に機能性粒子（1a,1b,1c,…）を担持させる際、導電性の粒子状担体（3）をマイナス電極部材とすることができるため、マイナス電極部材をわざわざ用意する必要はない。また、マイナス電極部材に担持させた機能性粒子（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、多機能材料（5）を製造することができる。
【００４８】
《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００４９】
多機能材料（5）において、機能性粒子（1a,1b,1c,…）が、導電性の粒子状担体（3）の凹部（3a,3a,…）の表面にのみ担持されていてもよいし、導電性の粒子状担体（3）の表面全体に担持されていてもよい
また、多機能材料（5）において、導電性の粒子状担体（3）の表面に、複数層の機能性粒子（1a,1b,1c,…）が担持されていてもよい。導電性の粒子状担体（3）の表面に、複数層の機能性粒子（1a,1b,1c,…）が担持されているほうが、多機能材料（5）の性能は向上するため好ましい。なお、導電性の粒子状担体（3）の表面に担持される機能性粒子（1a,1b,1c,…）の量は、導電性の粒子状担体（3）に対して電気泳動法を施す時間を変更することにより、調整することができる。
【００５０】
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、一酸化炭素及び二酸化炭素を吸脱する機能を有する粒子、さらにはＶＯＣ、ＮＯx及び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。
【００５１】
また、導電性の粒子状担体（3）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。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
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材料に対して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施形態に係る多機能材料（5）の構造を示す図である。
【図２】実施形態に係る電気泳動法を説明する図である。
【図３】実施形態に係る多機能材料（5）の応用例を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
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
３    導電性の粒子状担体
３ａ    凹部
４    接着剤
５    多機能材料
【図１】
2005304962.tif 000003
【図２】
2005304962.tif 000004
【図３】
2005304962.tif 000005