(57)【要約】【課題】  機能層を構成する機能性粒子の大部分を空気等の処理対象と接触可能とし、機能性部材の性能を向上させる。【解決手段】  機能性部材としての吸着フィン（20）では、基材（25）の表面上に機能層（23）が形成される。機能層（23）では、各ゼオライト粒子（26）の表面にバインダ（27）が点在する状態となっている。ゼオライト粒子（26）は、その表面に点在するバインダ（27）によって基材（25）や他のゼオライト粒子（26）と接合される。また、機能層（23）では、ゼオライト粒子（26）や基材（25）に囲まれた無数の空隙（24）が形成される。機能層（23）の各ゼオライト粒子（26）は、空隙（24）へ入り込んだ空気と接触可能となる。【選択図】  図２
2005169185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能性粒子（26,28）から成る機能層（23）が基材（25）の表面に形成された機能性部材であって、
上記機能層（23）では、機能性粒子（26,28）を他の機能性粒子（26,28）または基材（25）と接合するためのバインダ（27）が機能性粒子（26,28）の表面に点在している機能性部材。
【請求項２】
機能性粒子（26,28）から成る機能層（23）が基材（25）の表面に形成された機能性部材であって、
上記機能層（23）では、機能性粒子（26,28）を他の機能性粒子（26,28）または基材（25）と接合するためのバインダ（27）が機能性粒子（26,28）の表面の一部分だけを覆うように設けられている機能性部材。
【請求項３】
機能性粒子（26,28）から成る機能層（23）が基材（25）の表面に形成された機能性部材であって、
上記機能層（23）は、バインダ（27）で機能性粒子（26,28）を他の機能性粒子（26,28）または基材（25）と接合することにより構成されており、
上記機能層（23）の内部には、機能性粒子（26,28）の表面に臨む空隙（24）が形成されている機能性部材。
【請求項４】
請求項１，２または３に記載の機能性部材において、
機能性粒子（26,28）は、吸着剤で構成されている機能性部材。
【請求項５】
請求項１，２または３に記載の機能性部材において、
機能性粒子（26,28）は、ガス中の臭気成分または有害成分を分解するガス処理用触媒で構成されている機能性部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能性粒子から成る機能層が基材の表面に形成された機能性部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、フィンの表面に吸着剤を備える吸着熱交換器が開示されている。この吸着熱交換器は、基材であるアルミニウム製フィンの表面に機能性粒子としての吸着剤粒子を担持させたものであり、機能性部材を構成している。つまり、基材であるアルミニウム製フィンの表面には、吸着剤粒子から成る機能層が形成されている。そして、この機能層の吸着剤粒子を空気と接触させ、空気中の水蒸気を吸着剤粒子に吸着させたり、吸着剤粒子から脱離した水蒸気を空気へ付与したりする。
【特許文献１】特開平７−２６５６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
基材の表面上に機能層を形成する際は、機能性粒子を分散させたスラリー状のバインダ溶液に基材をディッピングする方法や、スラリー状のバインダ溶液を基材に塗布する方法を採る場合が多い。
【０００４】
ところが、図５に示すように、これらの方法で基材上に形成された機能層では、大多数の機能性粒子がバインダに埋没してしまう。このため、機能層の表面に露出した機能性粒子しか空気等の処理対象と接触できない状態となり、機能性部材の性能が充分に得られないという問題があった。
【０００５】
また、機能性部材の性能を向上させる方策としては、機能層の厚みを増して機能性部材に担持される機能性粒子の量を増加させることが考えられる。ところが、同図に示すように機能層では機能性粒子の大部分がバインダに埋没しており、結局は機能層の表面に露出した機能性粒子しか処理対象と接触しない。このため、機能層の厚みを増したところで、機能性部材の性能を殆ど向上させることができないという問題があった。
【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、機能層を構成する機能性粒子の大部分を空気等の処理対象と接触可能とし、機能性部材の性能を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、機能性粒子（26,28）から成る機能層（23）が基材（25）の表面に形成された機能性部材を対象としており、上記機能層（23）では、機能性粒子（26,28）を他の機能性粒子（26,28）または基材（25）と接合するためのバインダ（27）が機能性粒子（26,28）の表面に点在するものである。
【０００８】
第２の発明は、機能性粒子（26,28）から成る機能層（23）が基材（25）の表面に形成された機能性部材を対象としており、上記機能層（23）では、機能性粒子（26,28）を他の機能性粒子（26,28）または基材（25）と接合するためのバインダ（27）が機能性粒子（26,28）の表面の一部分だけを覆うように設けられるものである。
【０００９】
第３の発明は、機能性粒子（26,28）から成る機能層（23）が基材（25）の表面に形成された機能性部材を対象としており、上記機能層（23）は、バインダ（27）で機能性粒子（26,28）を他の機能性粒子（26,28）または基材（25）と接合することにより構成されており、上記機能層（23）の内部には、機能性粒子（26,28）の表面に臨む空隙（24）が形成されるものである。
【００１０】
第４の発明は、上記第１，第２または第３の発明において、機能性粒子（26,28）は、吸着剤で構成されるものである。
【００１１】
第５の発明は、上記第１，第２または第３の発明において、機能性粒子（26,28）は、ガス中の臭気成分または有害成分を分解するガス処理用触媒で構成されるものである。
【００１２】
−作用−
上記第１，第２及び第３の発明では、基材（25）の表面上に機能層（23）を形成することで機能性部材が構成される。この機能層（23）では、バインダ（27）によって無数の機能性粒子（26,28）が互いに接合されている。また、機能層（23）を形成する機能性粒子（26,28）の一部は、バインダ（27）によって基材（25）にも接合されている。
【００１３】
上記第１の発明において、機能層（23）では、バインダ（27）が機能性粒子（26,28）の表面に点在する状態となっている。つまり、機能性粒子（26,28）の表面は、その一部分だけがバインダ（27）で覆われた状態となり、残りの部分が露出した状態となって空気等の処理対象と接触可能になる。そして、この発明の機能層（23）では、基材（25）から離れた表層側の機能性粒子（26,28）だけでなく、基材（25）に近い底層側の機能性粒子（26,28）も処理対象と接触可能な状態となる。
【００１４】
上記第２の発明において、機能層（23）では、機能性粒子（26,28）の表面の一部分だけがバインダ（27）で覆われた状態となる。つまり、機能性粒子（26,28）では、その表面のうちバインダ（27）で覆われていない部分が空気等の処理対象と接触可能になる。そして、この発明の機能層（23）では、基材（25）から離れた表層側の機能性粒子（26,28）だけでなく、基材（25）に近い底層側の機能性粒子（26,28）も処理対象と接触可能な状態となる。
【００１５】
上記第３の発明では、機能層（23）の内部に無数の空隙（24）が形成される。この空隙（24）は機能性粒子（26,28）の表面に臨んでおり、機能性粒子（26,28）は空隙（24）へ入り込んだ空気等の処理対象と接触可能になる。そして、この発明の機能層（23）では、基材（25）から離れた表層側の機能性粒子（26,28）だけでなく、基材（25）に近い底層側の機能性粒子（26,28）も処理対象と接触可能な状態となる。
【００１６】
上記第４の発明において、機能層（23）を形成する機能性粒子（26,28）は、空気などと接触することで機能を発揮する吸着剤によって構成される。処理対象としての空気を機能層（23）に接触させると、機能性粒子（26,28）に空気中の水蒸気、臭気物質、有害物質などが吸着される。また、処理対象としての空気を接触させつつ機能層（23）を加熱すると、機能性粒子（26,28）から水蒸気などが脱離して機能性粒子（26,28）が再生される。
【００１７】
上記第５の発明において、機能層（23）を形成する機能性粒子（26,28）は、空気などのガスと接触することで機能を発揮するガス処理用触媒によって構成される。処理対象としてのガスを機能層（23）に接触させ、紫外線の照射や加熱などにより機能性粒子（26,28）を活性化させると、ガス中の臭気物質や有害物質が機能性粒子（26,28）によって分解されて無臭化あるいは無害化される。
【発明の効果】
【００１８】
上述のように、本発明に係る機能性部材に形成された機能層（23）では、基材（25）から離れた表層側の機能性粒子（26,28）だけでなく、基材（25）に近い底層側の機能性粒子（26,28）も空気等の処理対象と接触可能な状態となる。このため、機能層（23）を構成する機能性粒子（26,28）の大部分を処理対象と接触させて有効に機能させることが可能となり、機能性部材の性能を向上させることができる。また、機能層（23）を厚く形成して機能性部材に設けられる機能性粒子（26,28）の量を増やせば、その分だけ機能性粒子（26,28）と処理対象の接触面積を拡大することが可能となり、この点でも機能性部材の性能を確実に向上させることができる。
【００１９】
特に、上記第４及び第５の発明では、空気などと接触することで機能を発揮する機能性粒子（26,28）が基材（25）上に設けられている。そして、これらの発明では、この機能性粒子（26,28）と空気などの処理対象との接触面積が拡大する。従って、これらの発明によれば、機能性部材の性能を確実に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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。
【００２１】
図１に示すように、機能性部材である吸着フィン（20）は、吸着熱交換器（10）を構成している。吸着熱交換器（10）では、多数の吸着フィン（20）が並べて配置されると共に、各吸着フィン（20）を貫通するように伝熱管（11）が設けられている。伝熱管（11）の内部では、冷媒や温水などの熱媒体が流通する。
【００２２】
図２にも示すように、上記吸着フィン（20）は、細長い薄板状に形成されたアルミニウム製の基材（25）と、この基材（25）の表面に形成された機能層（23）とによって構成されている。機能層（23）は、機能性粒子としてのゼオライト粒子（26）により形成されている。ゼオライト粒子（26）は、その平均粒径が１０μｍ程度のものであって、空気中の水蒸気を吸着する吸着剤として機能する。尚、この種の吸着剤としては、ゼオライトの他に、アルミナ、シリカなどが例示される。
【００２３】
基材（25）の表面に形成された機能層（23）では、各ゼオライト粒子（26）の表面にバインダ（27）が点在する状態となっている。つまり、各ゼオライト粒子（26）の表面は、その一部分だけがバインダ（27）で覆われており、残りの部分が露出した状態となっている。
【００２４】
この機能層（23）において、ゼオライト粒子（26）は、その表面に点在するバインダ（27）によって他のゼオライト粒子（26）や基材（25）と接合される。このため、機能層（23）では、表面の一部分だけがバインダ（27）で覆われているゼオライト粒子（26）が平均的に分布している。つまり、機能層（23）では、基材（25）から離れた表層側だけでなく、基材（25）に近い底層側にも表面の大部分が露出したゼオライト粒子（26）が多数存在している。
【００２５】
また、この機能層（23）では、ゼオライト粒子（26）や基材（25）に囲まれた無数の空隙（24）が形成されている。上述のように、ゼオライト粒子（26）は、その表面の大部分が露出した状態となっている。このため、機能層（23）に形成された空隙（24）は、ゼオライト粒子（26）の表面に臨む状態となっている。更に、機能層（23）では、無数に形成された空隙（24）が互いに連通して網目状に広がっている。この無数に形成された空隙（24）のうち、幾つかは機能層（23）の外部から隔絶された状態となるが、その多くは機能層（23）の外部と連通状態になっている。
【００２６】
上記吸着熱交換器（10）では、吸着フィン（20）の間を通過する空気が吸着フィン（20）表面のゼオライト粒子（26）と接触する。その際、空気は、機能層（23）に形成された空隙（24）にも入り込む。従って、機能層（23）では、その表面に露出した表層付近のゼオライト粒子（26）だけでなく、基材（25）付近に位置する底層側のゼオライト粒子（26）も空気と接触する。吸着フィン（20）表面のゼオライト粒子（26）に空気中の水分を吸着させる場合には、伝熱管（11）内へ冷却用の熱媒体を導入し、吸着熱を熱媒体に吸熱させる。一方、吸着フィン（20）表面のゼオライト粒子（26）から水分を脱離させる場合は、伝熱管（11）内へ加熱用の熱媒体を導入してゼオライト粒子（26）を加熱する。
【００２７】
−吸着フィンの製造工程−
吸着フィン（20）の製造工程について、図３を参照しながら説明する。
【００２８】
先ず、吸着フィン（20）を構成する基材（25）が噴霧室（30）内にセットされる。噴霧室（30）内にセットされる基材（25）は、単独の状態であってもよいし、伝熱管（11）と組み合わされた状態であってもよい。続いて、真空ポンプ（33）を運転して噴霧室（30）から空気を排出し、噴霧室（30）内を減圧状態にする。
【００２９】
その後、ゼオライト粒子（26）の入ったエアロゾル化室（34）へ窒素ガス等の圧縮ガスを吹き込み、圧縮ガス中にゼオライト粒子（26）を分散させたエアロゾル状のものを第１ノズル（31）から基材（25）へ向けて吹きつける。また、第２ノズル（32）からは、バインダ溶液を基材（25）へ向けて吹きつける。そして、バインダ溶液の微細な液滴がゼオライト粒子（26）の表面に付着し、このバインダ（27）によってゼオライト粒子（26）が基材（25）や他のゼオライト粒子（26）に固着される。このようにして基材（25）の表面に機能層（23）が形成される。
【００３０】
尚、第１ノズル（31）からのゼオライト粒子（26）の噴霧と第２ノズル（32）からのバインダ溶液の噴霧とは、必ずしも同時に行うことはなく、基材（25）へ向けてゼオライト粒子（26）とバインダ溶液を交互に噴霧してもよい。
【００３１】
−実施形態の効果−
上述のように、本実施形態の吸着フィン（20）に形成された機能層（23）では、基材（25）から離れた表層側のゼオライト粒子（26）だけでなく、基材（25）に近い底層側のゼオライト粒子（26）も空気と接触可能な状態となる。このため、機能層（23）を構成するゼオライト粒子（26）の殆ど全てを空気と接触させて空気中の水分を吸着させることが可能となり、吸着フィン（20）の性能を向上させることができる。また、機能層（23）を厚く形成して吸着フィン（20）に設けられるゼオライト粒子（26）の量を増やせば、その分だけゼオライト粒子（26）と空気の接触面積を拡大することが可能となり、この点でも吸着フィン（20）の性能を確実に向上させることができる。
【００３２】
−変形例−
本実施形態では、図４に示すように、吸着フィン（20）の機能層（23）を平均粒径の異なる２種類のゼオライト粒子（26,28）で構成してもよい。
【００３３】
具体的に、本変形例の機能層（23）は、基材（25）に隣接する第１層（21）と、第１層（21）の上に形成された第２層（22）とを備えている。第１層（21）は、平均粒径３０μｍ程度のゼオライト粒子（28）で構成されている。第１層（21）を構成するゼオライト粒子（28）は、その表面にバインダ（27）が点在する状態となっており、このバインダ（27）によって他のゼオライト粒子（28）または基材（25）と接合されている。一方、第２層（22）は、平均粒径１０μｍ程度のゼオライト粒子（26）で構成されている。第２層（22）を構成するゼオライト粒子（26）は、その表面にバインダ（27）が点在する状態となっており、このバインダ（27）によって他のゼオライト粒子（26,28）と接合されている。この機能層（23）の内部にも無数の空隙（24）が形成されており、この空隙（24）へ入り込んだ空気がゼオライト粒子（26,28）の露出した表面に接触する。
【００３４】
−その他の実施形態−
上記実施形態では、吸着熱交換器（10）の吸着フィン（20）に本発明を適用したものについて説明したが、本発明の適用対象は、この吸着フィン（20）に限定されない。例えば、上述のような機能層（23）をハニカム状に形成された基材の表面に形成することで機能性部材を構成し、この機能性部材を吸着ロータに利用してもよい。
【００３５】
また、上記実施形態において、基材（25）の材質はアルミニウム以外の金属、例えば銅などであってもよい。また、基材（25）の材質は、金属以外のもの、例えば繊維紙やセラミック紙のような無機材料であってもよい。
【００３６】
また、上記実施形態において、機能性粒子を構成する吸着剤は、空気中の水蒸気を吸着するものに限定されない。例えば、二酸化炭素や一酸化炭素などの有害物質、あるいはアンモニア等の臭気物質を主に吸着する吸着剤によって機能性粒子を構成してもよい。
【００３７】
また、上記実施形態において、機能性粒子は吸着剤以外のもの、例えば空気中の臭気成分や有害成分を分解して無臭化あるいは無害化するためのガス処理用触媒であってもよい。このガス処理用触媒の例としては、酸化チタン(TiO2)などの光触媒、金(Au),プラチナ(Pt),パラジウム(Pd)などの貴金属系の触媒、ニッケル(Ni),亜鉛(Zn),銅(Cu)などの酸化物から成る酸化物系の触媒が挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上説明したように、本発明は、機能性粒子から成る機能層が基材の表面に形成された機能性部材について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】吸着熱交換器の構成を示す概略斜視図である。
【図２】実施形態における機能層の構造を示す吸着フィンの拡大断面図である。
【図３】吸着フィンの製造工程を示す説明図である。
【図４】実施形態の変形例における機能層の構造を示す吸着フィンの拡大断面図である。
【図５】従来の機能層の構造を示す機能性部材の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
（20）  吸着フィン（機能性部材）
（23）  機能層
（25）  基材
（26）  ゼオライト粒子（機能性粒子）
（27）  バインダ
（28）  ゼオライト粒子（機能性粒子）
【図１】
2005169185.tif 000003
【図２】
2005169185.tif 000004
【図３】
2005169185.tif 000005
【図４】
2005169185.tif 000006
【図５】
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