JP2023044404A - 吸着素子、調湿装置および大気造水機 - Google Patents

Abstract

【課題】 金属有機構造体が脱離して周囲に散乱することを抑制可能な吸着素子、調湿装置および大気造水機を提供する。【解決手段】繊維と、金属イオンと有機配位子を含む金属有機構造体と、を有する基材層と、基材層に積層された通気性層と、を備える吸着素子であって、通気性層は、積層方向視における単位面積当たりの金属有機構造体の含有量が、基材層よりも少ないかまたは金属有機構造体を有していない。【選択図】図１

Description

本開示は、吸着素子、調湿装置および大気造水機に関する。

従来より、特定の物質を選択的に吸着させるために、吸着剤としての金属有機構造体（ＭＯＦ：Ｍｅｔａｌ－Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋｓ）が用いられている。

例えば、特許文献１（特開平１１－３１９４６１号公報）に記載のフィルター濾材では、ハニカム状またはシート状に成形された活性炭を用意し、その成形された活性炭の細孔表面に、窒素酸化物を選択的に吸着する有機金属錯体を添着させたものが提案されている。

上記特許文献１に記載のフィルター濾材では、金属有機構造体は、単に、活性炭等の担持体の表面に付着しているだけである。このため、金属有機構造体を備えた吸着素子を使用する場合に、活性炭等の担持体の表面に付着していた金属有機構造体が、担持体から脱離し、周囲に散乱してしまうおそれがある。

第１観点に係る吸着素子は、基材層と、通気性層と、を備える。基材層は、繊維と、金属有機構造体と、を有する。金属有機構造体は、金属イオンと有機配位子を含む。通気性層は、基材層に積層されている。通気性層は、積層方向視における単位面積当たりの金属有機構造体の含有量が、基材層よりも少ないかまたは金属有機構造体を有していない。

なお、基材層では、繊維が一体化した繊維構造体の表層において金属有機構造体が付着することで金属有機構造体を有していてもよいし、繊維が一体化した繊維構造体の内部において金属有機構造体が保持されることで金属有機構造体を有していてもよい。

なお、例えば、通気性層は、積層方向視における単位面積当たりの金属有機構造体の含有量が基材層の半分以下であってもよく、基材層の１／５以下であってもよく、金属有機構造体を有していなくてもよい。

この吸着素子では、基材層に積層される通気性層をさらに備える。このため、基材層からの金属有機構造体が脱落したとしても、当該脱落した金属有機構造体を通気性層が捕らえることが可能であるため、吸着素子からの金属有機構造体の脱落を抑制することができる。

なお、基材層に積層される通気性層は、通気性を備えているため、基材層の有機金属構造体が吸着する水分等の対象を通過させやすい。

第２観点に係る吸着素子は、第１観点の吸着素子において、繊維の平均繊維長は、１００μｍ以上である。

なお、繊維の平均繊維長は、３００μｍ以上であることがより好ましい。

この吸着素子では、金属有機構造体が繊維に絡みやすく、金属有機構造体の基材層からの脱落の抑制効果に優れる。

第３観点に係る吸着素子は、第１観点または第２観点の吸着素子において、基材層は、結合剤を含む。

この吸着素子では、金属有機構造体の基材層からの脱落の抑制効果に優れる。

第４観点に係る吸着素子は、第３観点の吸着素子において、結合剤は、金属有機構造体の開口径よりも大きい。

この吸着素子では、結合剤を用いた場合であっても金属有機構造体の吸着能力の低下を抑制できる。

第５観点に係る吸着素子は、第３観点または第４観点の吸着素子において、結合剤は、繊維との間で水素結合またはイオン結合を形成する。

この吸着素子では、繊維間の結合を強固にすることができる。

第６観点に係る吸着素子は、第１観点から第５観点のいずれかの吸着素子において、通気性層は、第１通気性層と第２通気性層を有している。基材層は、第１通気性層と第２通気性層との間に位置する。

この吸着素子では、基材層が、第１通気性層と第２通気性層に挟まれることで、吸着素子からの金属有機構造体の脱落を十分に抑制することができる。

第７観点に係る吸着素子は、第１観点から第６観点のいずれかの吸着素子において、基材層と通気性層の積層体がコルゲート状に形成されている。

この吸着素子では、単位体積当たりの基材層の収容量を多くすることができるため、吸着対象の吸着量を十分に確保することが可能になる。

第８観点に係る吸着素子は、第１観点から第７観点のいずれかの吸着素子において、基材層は、繊維が一体化した繊維構造体を金属有機構造体を含有する液体にディッピングして得られる。

この吸着素子では、金属有機構造体が担持された基材層を容易に得ることができる。

第９観点に係る吸着素子は、第１観点から第７観点のいずれかの吸着素子において、基材層は、繊維が一体化した繊維構造体に金属有機構造体を噴霧して得られる。

この吸着素子では、金属有機構造体が担持された基材層を容易に得ることができる。

第１０観点に係る吸着素子は、第１観点から第７観点のいずれかの吸着素子において、基材層は、繊維と金属有機構造体を含む液体を抄いて得られる。

なお、基材層としては、例えば、繊維と金属有機構造体とが混合されて分散した液体を抄いて得られる混抄層等のように、繊維と金属有機構造体とが混在した状態で一体化した一体化層であってもよい。

また、基材層においては、金属有機構造体が、繊維の間に挟まれて繊維構造体に保持されていることが好ましい。この基材層としては、例えば、繊維の間に挟まれて繊維構造体に保持されている金属有機構造体の方が、繊維の間に挟まれることなく繊維表面に付着している金属有機構造体よりも多いことより好ましく、繊維の間に挟まれて繊維構造体に保持されている金属有機構造体の乾燥状態における総重量が、繊維の間に挟まれることなく繊維表面に付着している金属有機構造体の乾燥状態における総重量よりも重いことがより好ましい。

この吸着素子では、基材層において、金属有機構造体を繊維の間に介在させることが可能になるため、吸着素子からの金属有機構造体の脱落を抑制することができる。

第１１観点に係る調湿装置は、第１観点から第１０観点のいずれかの吸着素子と、再生手段と、を備える。再生手段は、吸着素子に吸着された水分を吸着素子から脱離させる。

この調湿装置では、再生手段が吸着素子を再生させるため、繰り返して利用することが可能である。

第１２観点に係る調湿装置は、第１１観点の調湿装置において、加湿手段を備えている。加湿手段は、吸着素子から脱離した水分を用いて対象空間を加湿する。

この調湿装置では、対象空間の除湿と対象空間の加湿を行うことが可能になる。

第１３観点に係る大気造水機は、第１観点から第１０観点のいずれかの吸着素子と、再生手段と、凝縮手段と、を備える。再生手段は、吸着素子に吸着された水分を吸着素子から脱離させる。凝縮手段は、吸着素子から脱離した水分を凝縮させて凝縮水を生じさせる。

この大気造水機では、得られる凝縮水に金属有機構造体が入り込むことを抑制できる。

吸着素子の断面概略構成図（その１）である。 吸着素子の断面概略構成図（その２）である。 吸着素子の断面概略構成図（その３）である。 ロータの外観斜視図である。 ロータの部分拡大図である。 空気調和装置の概略外観図である。 空気調和装置の概略構成図である。 加湿ユニットの分解斜視図である。 加湿ロータの上面視における領域の説明図である。 大気造水機の概略外観図である。

（１）吸着素子
吸着素子は、繊維構造体と金属有機構造体が混成された基材層と、基材層に積層された通気性層と、を備えている。

吸着素子は、基材層を１層だけ有していてもよいし、例えば、パルプ紙等の繊維構造体である担持層の両面に基材層を設けることで基材層を２層有していてもよい。

（１－１）基材層
基材層は、繊維と、金属イオンと有機配位子を含む金属有機構造体と、を有している。

（１－１－１）繊維
繊維構造体を構成する繊維は、パルプ繊維、樹脂繊維、ガラス繊維、炭素繊維等が挙げられ、これらの一種または二種以上を併用してもよい。

繊維構造体を繊維は、吸着素子に吸着された水分を、吸着素子の加熱または吸着素子に加熱された空気を供給することにより脱離させる再生処理を行う場合には、耐熱性に優れる耐熱繊維であることが好ましい。耐熱繊維としては、１５０℃の雰囲気下において形状が変化しないものであることが好ましく、２５０℃の雰囲気下において形状が変化しないものであることがより好ましく、３００℃の雰囲気下において形状が変化しないものであることがさらに好ましい。また、繊維がガラス転移温度を有するものである場合には、ガラス転移温度が１５０℃以上であることが好ましく、２５０℃以上であることがより好ましく、３００℃以上であることがさらに好ましい。このような耐熱繊維としては、例えば、樹脂繊維、ガラス繊維、炭素繊維等が挙げられる。樹脂繊維としては、例えば、芳香族ポリアミド系の樹脂繊維、ポリベンズアゾール系樹脂繊維、セルロース繊維等が挙げられる。芳香族ポリアミド系の樹脂繊維としては、アラミド繊維が好ましい。ポリベンズアゾール系樹脂繊維としては、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維（ＰＢＯ：Ｐｏｌｙ－ｐ－ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｂｅｎｚｏｂｉｓｏｘａｚｏｌｅ繊維）が好ましい。

繊維の平均繊維径としては、例えば、０．１μｍ以上１００μｍ以下であってよく、１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。平均繊維径は、走査型電子顕微鏡写真の画像からランダムに５０個の繊維を選択し、数平均繊維径として算出してもよい。

また、繊維の平均繊維長としては、例えば、１００μｍ以上が好ましく、３００μｍ以上がより好ましい。繊維の平均繊維長は、特に限定されないが、例えば、６００μｍ以下であってよい。繊維の平均繊維長としては、卓上走査型電子顕微鏡（日本電子社製、ＪＣＭ－７０００ ＮｅｏＳｃｏｐｅ）を用い、ランダムに１００個の繊維長を測定し、その平均値として算出することができる。平均繊維長が１００μｍ以上の繊維を用いることにより、金属有機構造体を繊維に絡みつかせやすい。また、繊維同士も互いに絡み合いやすいため、基材層からの繊維の脱落が抑制され、さらには複数の繊維に挟まれて保持されている有機金属構造体の基材層からの脱落も抑制される。

（１－１－２）金属有機構造体
金属有機構造体は、基材層において、繊維が一体化した繊維構造体の表層に付着していてもよいし、繊維の間に挟まれて繊維構造体に保持されていてもよい。

金属有機構造体が繊維の間に挟まれて繊維構造体に保持されている場合には、基材層からの脱落が抑制される。また、金属有機構造体が繊維の間に挟まれて繊維構造体に保持され、繊維構造体の表面だけでなく繊維構造体の内部においても保持されている場合には、繊維構造体の内部で保持された金属有機構造体の吸着素子からの脱落を抑制することができる。さらに、金属有機構造体が繊維の間に挟まれて繊維構造体に保持され、繊維構造体の表面だけでなく繊維構造体の内部においても保持されている場合には、基材層における担持量を増大させることが可能である。なお、基材層としては、繊維の間に挟まれて繊維構造体に保持されている金属有機構造体の方が、繊維の間に挟まれることなく繊維表面に付着している金属有機構造体よりも多いことが好ましく、繊維の間に挟まれて繊維構造体に保持されている金属有機構造体の乾燥状態における総重量が、繊維の間に挟まれることなく繊維表面に付着している金属有機構造体の乾燥状態における総重量よりも重いことが好ましい。

金属有機構造体を繊維の間に挟む手法は、特に限定されず、例えば、繊維と金属有機構造体とを共に水や有機溶剤等に分散させ、当該分散液を抄いてシート状物を得る等の手法が挙げられる。

金属有機構造体（ＭＯＦ：Ｍｅｔａｌ－Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ）は、金属イオンと有機配位子との反応により得られる、非常に大きな比表面積を有する多孔性材料である。なお、金属有機構造体について、以下では、多孔性金属錯体（ＰＣＰ：ＰｏｒｏｕｓＣｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ）と称する場合がある。金属有機構造体では、有機配位子が金属イオンを連結することにより、内部に無数の開口を有する高分子構造体が得られる。金属有機構造体は、金属イオンと有機配位子をそれぞれ選択して組み合わせることにより、開口径やトポロジーを調節することが可能である。金属有機構造体は、金属イオンと有機配位子の選択、組み合わせにより、開口径を調節でき、対象を選択的に吸着することが可能となる。

金属有機構造体を形成するための金属イオンは、目標とする構造設計に応じて選択すればよく、例えば、Ｍｇ^２＋、Ｃａ^２＋、Ｔｉ^４＋、Ｚｒ^４＋、Ｈｆ^４＋、Ｖ^４＋、Ｃｏ^２＋、Ｎｉ^２＋、Ｃｕ^２＋、Ｚｎ^２＋、Ａｌ^３＋、Ｍｎ^２＋、Ｆｅ^２＋、Ｆｅ^３＋、Ｃｒ^３＋、Ｃｒ^６＋からなる群より選択される一種または二種以上が用いられる。

金属有機構造体を形成するための有機配位子は、目標とする構造設計に応じて選択すればよく、例えば、カルボン酸アニオン、アミン化合物、スルホン酸アニオン、リン酸アニオン、複素環化合物等を挙げることができる。なお、カルボン酸アニオンとしては、例えば、アニオンジカルボン酸、トリカルボン酸、またはテトラカルボン酸を挙げることができ、より具体的には、カルボン酸アニオンとしては、テレフタル酸、イソフタル酸、フマル酸、トリメシン酸、クエン酸、リンゴ酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、シュウ酸およびこれらの誘導体等が挙げられる。また、複素環化合物としては、例えば、ビピリジン、イミダゾール、アデニン、ピラゾール、トリアゾール、テトラゾールおよびこれらの誘導体を挙げることができる。なお、有機配位子としては、一種または二種以上を用いることができる。

金属有機構造体のなかには水分吸着特性に優れるものがあり、これを吸湿材料として用いることが好ましい。

金属有機構造体は、ゼオライト１３ｘ等のゼオライトと比較して、単位体積当たりの水吸着量に優れており、なかでも、水吸着量が特に優れる点でＭＯＦ－８０１、ＭＯＦ－３０３が好ましい。

また、金属有機構造体は、ゼオライト１３ｘ等のゼオライト等と比較して、水吸着速度に優れ、なかでも、ＭＩＬ－１００（Ｆｅ）、ＭＯＦ－８０１は特に水吸着速度に優れる点で好ましい。

なお、金属有機構造体は、ゼオライト１３ｘ等のゼオライトと比較して、水分の吸着と脱着を繰り返して利用される場合において、吸着量の低下が抑制される点で耐久性に優れる。

金属有機構造体は、ゼオライト１３ｘ等のゼオライトと比較して、比熱が同等または小さく、吸着した水分を脱離させるために加熱再生して用いる場合に必要となるエネルギを小さく抑えることができる点で優れており、なかでも、比熱が特に小さい点でＭＩＬ－１０１（Ｃｒ）、ＭＯＦ－８０１、ＭＯＦ－７４（Ｍｇ）が好ましい。

また、金属有機構造体は、ゼオライト１３ｘ等のゼオライトと比較して、水の吸着エネルギが同等または小さく、吸着した水分を脱離させるために必要となるエネルギを小さく抑えることができる点で優れており、なかでも、水の吸着エネルギが特に小さい点でＭＯＦ－８０１、ＭＩＬ－１００（Ｆｅ）が好ましい。

なお、吸着した水分を脱離させるために加熱再生して用いる場合には、耐熱性に優れる点で、ＭＯＦ－３０３が好ましい。なお、金属有機構造体を加熱再生して用いる場合の金属有機構造体の雰囲気温度は、再生効率に優れる点で、７０℃以上が好ましく、１００℃以上がより好ましい。また、金属有機構造体を加熱再生して用いる場合の金属有機構造体の雰囲気温度は、金属有機構造体の劣化を小さく抑える点で、３００℃以下がよく、２５０℃以下が好ましく、１３０℃以下がより好ましい。

上記のＭＯＦ－８０１は、［Ｚｒ_６（Ｏ）_４（ＯＨ）_４（ｆｕｍａｒａｔｅ）_６］_ｎと表すことができる。また、ＭＯＦ－３０３は、［ＡＩ（ＯＨ）（３，５－ｐｙｒａｚｏｌｅｄｉｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ）（Ｈ_２Ｏ）］_ｎと表すことができる。ＭＩＬ－１００（Ｆｅ）は、Ｆｅ_３Ｏ（Ｈ_２Ｏ）_２ＯＨ（Ｃ_６Ｈ_３（ＣＯＯ）_３）_２と表すことができる。ＭＩＬ－１０１（Ｃｒ）は、Ｃｒ_３Ｏ（ＯＨ）（Ｈ_２Ｏ）_２（Ｃ_６Ｈ_４（ＣＯＯ）_２）_３と表すことができる。

金属有機構造体の形態は、特に限定されないが、例えば、粉体状、ペレット状、フィルム状のものを用いることができる。金属有機構造体の平均粒子径は、例えば、０．０１μｍ以上１００μｍ以下であってよく、０．１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。平均粒子径は、例えば、レーザー回折散乱式粒度分布測定法による累積粒径の小径側から累積５０％に相当する粒子径であるＤ５０として測定される。

なお、基材層の厚み方向視における単位面積当たりの金属有機構造体の含有量は、吸着対象の吸着量を十分に確保する観点から、乾燥状態の基材層の７０重量％以上であることが好ましく、７５重量％以上であることがより好ましい。

（１－１－３）基材層の任意成分
基材層においては、繊維同士の結合力を高めるため、または、繊維と金属有機構造体との結合力を高めるために、結合剤が用いられていてもよい。このような結合剤は、例えば、繊維と金属有機構造体を共に水や有機溶剤等に分散させた分散液に溶解させ、これを抄いてシート状物を得るようにして用いることができる。また、結合剤は、例えば、繊維と金属有機構造体を共に水や有機溶剤等に分散させた分散液に溶解させて得られる液体を、パルプ紙等の繊維構造体である担持層に対してスプレー塗布等により噴霧塗布するようにして用いることができる。また、結合剤は、例えば、繊維と金属有機構造体を共に水や有機溶剤等に分散させた分散液に溶解させて得られる液体に対して、パルプ紙等の繊維構造体である担持層を含浸させる等によりディッピング塗布するようにして用いることができる。

結合剤としては、有機バインダと無機バインダを用いることができるが、無機バインダを用いる場合には硬化時の加熱により金属有機構造体が劣化してしまうおそれがあることから、有機バインダを用いることが好ましい。有機バインダとしては、例えば、ポリアクリルアミド、アンモニウムカルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、セルロースナノファイバー、ポリエチレンイミン、ポリアミドエピクロロヒドリン、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ポリビニルアミン、ポリビニルアルコール等が挙げられる。なお、金属有機構造体は、繊維の間に挟まれて繊維構造体に保持されるため、有機バインダを用いたとしても、その使用量を少なく抑えることが可能になる。これにより、金属有機構造体の無数の開口が有機バインダで覆われてしまうことも抑制される。

また、結合剤としては、金属有機構造体の吸着能力の低下を抑制させる観点から、金属有機構造体の開口径よりも大きいものを用いることが好ましい。具体的には、結合剤の平均最短寸法が、金属有機構造体の平均開口径よりも大きいことが好ましい。結合剤の平均最短寸法は、例えば、結合剤の構造式から把握される結合長とファンデルワールス半径を利用して算出することができる。また、金属有機構造体の平均開口径は、単結晶構造解析を行うか、または、Ｘ線回折装置により把握される回折パターンをリートベルト解析することにより把握することができる。

なお、繊維同士の結合力を高めるために用いられる結合剤としては、例えば、繊維の凝集に作用する観点から、繊維との間で水素結合を形成するもの、アニオン性高分子、カチオン性高分子、両性高分子等のイオン性高分子等が好ましい。繊維との間で水素結合を形成するものとしては、例えば、ポリアクリルアミド、尿素樹脂、メラミン樹脂、変性デンプン、ポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピルセルロース、セルロースナノファイバー、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアミド等が挙げられる。アニオン性高分子としては、例えば、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸、アニオン性ポリビニルアルコール等が挙げられる。カチオン性高分子としては、例えば、ポリエチレンイミン、カチオン性ポリビニルアルコール、カチオン化デンプン、ポリジアリルジメチルアンモニウム黒ライド、ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、キトサン等が挙げられる。なお、特に、繊維としてセルロース繊維を用いた場合に、水素結合を形成するものやイオン性高分子を結合剤として用いることが好ましい。

（１－２）通気性層
通気性層は、基材層に対して積層されている。これにより、基材層に担持されている金属有機構造体の脱落が抑制される。通気性層は、吸着対象を含む空気が通気性層を通過して基材層に到達できるように、基材層の一面を完全に覆うことがないように構成されている。

通気性層は、基材層の厚み方向において片面側のみに設けられていてもよいし、両面に設けられていてもよい。具体的には、図１、図２の吸着素子３０の断面図に示すように、基材層３１の片面側のみに通気性層３２を設けてもよいし、図３の吸着素子３０の断面図に示すように、基材層３１の一方の面に第１通気性層３２を設け、他方の面に第２通気性層３３を設けてもよい。の両方の面に通気性層３２を設けてもよい。通気性層を基材層の両面に設ける場合には、各通気性層の材質や厚みは同一であっても異なっていてもよい。

通気性層は、金属有機構造体を有しないか、または、金属有機構造体を有していたとしても積層方向視における単位面積当たりの金属有機構造体の含有量が基材層よりも少なく、基材層の１／５以下であることが好ましい。これにより、吸着素子からの金属有機構造体の脱落がより抑制される。

通気性層の厚みは、基材層の厚みよりも薄いことが好ましい。なお、通気性層を基材層の両面に設ける場合には、各通気性層の厚みが、基材層の厚みよりも薄いことが好ましい。これにより、吸着対象を含む空気等の流体が基材層の金属有機構造体に到達しやすくなるため、金属有機構造体の吸着量を増大させることができる。

このような通気性層は、特に限定されず、例えば、酢酸セルロース、エチルセルロース、セルロースナノファイバー、アクリル系ポリマー等を含んで構成されていてもよいし、パルプ繊維やセルロース繊維等の基材層の繊維と同様の繊維からなる繊維構造体により構成されていてもよい。

通気性層は、基材層に対してスプレー塗布する等により噴霧塗布すること、通気性層を構成する成分の溶液に基材層を含浸させる等によりディッピング塗布すること等により設けることができる。なお、基材層に対して高分子を噴霧塗布またはディッピング塗布することで通気性層を設ける場合には、金属有機構造体の吸着能力の低下を抑制させる観点から、当該高分子の平均最短寸法が金属有機構造体の平均開口径よりも大きいものを用いることが好ましい。

（１－３）形態
基材層を有する吸着素子の形態は、特に限定されず、例えば、シート状であってもよいし、図４に示すようにシート状の吸着素子が巻き上げられたロール状のロータ５２であってもよい。

また、吸着素子は、吸着対象との接触面積を増大させる観点から、図５に示す吸着素子３０のように、コルゲート状に構成されていることが好ましい。また、コルゲート状に構成された吸着素子を巻き上げてロール状のロータ５２とすることが好ましい。

以下に、具体例を挙げつつ吸着素子の実施例を説明する。

（比較例１）
MIL-100(Fe)（Atomis合成品、AP0004）を蒸留水に超音波分散し、MIL-100(Fe) 25重量％分散液を調製した。ここにパルプ紙（アドバンテック社製、角形定性濾紙5B）を30分間攪拌浸漬し、取り出した後150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返し、PCP添加量が20重量％となるように調製した。

（比較例２）
MIL-100(Fe)（Atomis合成品、AP0004）を蒸留水に超音波分散し、ここにポリアクリルアミド（ACROS ORGANICS社製、MW100,000）を添加し、MIL-100(Fe) 30重量％・ポリアクリルアミド1.5重量％分散液を調製した。ここにパルプ紙（アドバンテック社製、角形定性濾紙5B）を30分間攪拌浸漬し、取り出した後150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返し、PCP添加量が20重量％となるように調製した。

（比較例３）
MIL-100(Fe)（Atomis合成品、AP0004）を蒸留水に超音波分散し、ここにポリアクリルアミド（ACROS ORGANICS社製、MW100,000）を添加し、MIL-100(Fe) 30重量％・ポリアクリルアミド1重量％分散液を調製した。ここにパルプ紙（アドバンテック社製、角形定性濾紙5B）を30分間攪拌浸漬し、取り出した後150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返し、PCP添加量が30重量％となるように調製した。

（比較例４）
MIL-100(Fe)（Atomis合成品、AP0004）を蒸留水に超音波分散し、ここにポリアクリルアミド（ACROS ORGANICS社製、MW100,000）を添加し、MIL-100(Fe) 30重量％・ポリアクリルアミド0.6重量％分散液を調製した。ここにパルプ紙（アドバンテック社製、角形定性濾紙5B）を30分間攪拌浸漬し、取り出した後150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返し、PCP添加量が50重量％となるように調製した。

（比較例５）
MIL-100(Fe)（Atomis合成品、AP0004）を蒸留水に超音波分散し、ここにセルロースナノファイバー（第一工業製薬社製、レオクリスタI-2AX）を添加し、MIL-100(Fe) 30重量％・セルロースナノファイバー0.6重量％分散液を調製した。ここにパルプ紙（アドバンテック社製、角形定性濾紙5B）を30分間攪拌浸漬し、取り出した後150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返し、PCP添加量が50重量％となるように調製した。

（比較例６）
MOF-801（Atomis合成品、AP0005）を蒸留水に超音波分散し、ここにセルロースナノファイバー（第一工業製薬社製、レオクリスタI-2AX）を添加し、MOF-801を30重量％・セルロースナノファイバー0.6重量％分散液を調製した。ここにパルプ紙（アドバンテック社製、角形定性濾紙5B）を30分間攪拌浸漬し、取り出した後150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返し、PCP添加量が50重量％となるように調製した。

（比較例７）
MOF-303（Atomis合成品、AP0044）を蒸留水に超音波分散し、ここにセルロースナノファイバー（第一工業製薬社製、レオクリスタI-2AX）を添加し、MOF-303を30重量％・セルロースナノファイバー0.6重量％分散液を調製した。ここにパルプ紙（アドバンテック社製、角形定性濾紙5B）を30分間攪拌浸漬し、取り出した後150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返し、PCP添加量が50重量％となるように調製した。

（粉担持性評価）
各吸着素子をステンレス容器に入れ、10回上下左右にタッピングすることにより落ちたPCPの粉落ち量を重量測定により評価した。担持性としては、粉落ち量／担持量（重量％）として、以下のように段階を分けて評価した。
評価１：100～50 （重量％）
評価２：50～20 （重量％）
評価３：20～5 （重量％）
評価４：5～2 （重量％）
評価５：2～0 （重量％）

比較例１～７の吸着素子の詳細およびその粉担持性評価を表１に示す。

（実施例１）
酢酸セルロース（和光純薬工業社製）をアセトンで攪拌溶解し、酢酸セルロース5重量％溶液を調製した。この溶液液をスプレーボトルに入れ、比較例１で調製したPCP含浸パルプ紙の表面にスプレー塗布し、150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返し、コーティング量が5重量％となるように調製した。

（実施例２）
比較例２で調製したPCP含浸パルプ紙を用いた以外は実施例１と同じ手法でスプレー塗布し、コーティング量が5重量％となるように調製した。

（実施例３）
エチルセルロース（日新化成社製、エトセルSTD100）をメタノールで攪拌溶解し、エチルセルロース5重量％溶液を調製した。この分散液をスプレーボトルに入れ、比較例２で調製したPCP含浸パルプ紙の表面にスプレー塗布し、150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返し、コーティング量が5重量％となるように調製した。

（実施例４）
セルロースナノファイバー（第一工業製薬社製、レオクリスタI-2AX）を蒸留水で攪拌希釈し、セルロースナノファイバー0.5重量％溶液を調製した。この分散液をスプレーボトルに入れ、比較例２で調製したPCP含浸パルプ紙の表面にスプレー塗布し、150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返し、コーティング量が2重量％となるように調製した。

（実施例５）
酢酸セルロース（和光純薬工業社製）をアセトンで攪拌溶解し、酢酸セルロース5重量％溶液を調製した。この分散液をスプレーボトルに入れ、比較例４で調製したPCP含浸パルプ紙の表面にスプレー塗布し、150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返し、コーティング量が5重量％となるように調製した。

（実施例６）
アクリル系ポリマー（共栄社化学社製、オリコックスKC7000）をアセトンで攪拌溶解し、アクリル系ポリマー5重量％溶液を調製した。この分散液をスプレーボトルに入れ、比較例５で調製したPCP含浸パルプ紙の表面にスプレー塗布し、150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返し、コーティング量が5重量％となるように調製した。

（実施例７）
アクリル系ポリマー（共栄社化学社製、オリコックスKC7000）をアセトンで攪拌溶解し、アクリル系ポリマー5重量％溶液を調製した。この分散液をスプレーボトルに入れ、比較例６で調製したPCP含浸パルプ紙の表面にスプレー塗布し、150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返し、コーティング量が5重量％となるように調製した。

（実施例８）
アクリル系ポリマー（共栄社化学社製、オリコックスKC7000）をアセトンで攪拌溶解し、アクリル系ポリマー5重量％溶液を調製した。この分散液をスプレーボトルに入れ、比較例７で調製したPCP含浸パルプ紙の表面にスプレー塗布し、150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返し、コーティング量が5重量％となるように調製した。

実施例１～８の吸着素子の詳細およびその粉担持性評価を表２に示す。

以上の表１、表２に示すように、比較例に対してコーティングを施した実施例では、金属有機構造体の担持性が良好になることが確認された。

（比較例８）
MIL-100(Fe)（Atomis合成品、AP0004）を蒸留水中に超音波分散し、MIL-100(Fe) 20重量％分散液を調製した。この分散液をパルプ紙（アドバンテック社製、角形定性濾紙5B）にスプレー塗布し、150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返しPCP添加量が20重量％となるように調製した。

（比較例９）
ポリアクリルアミド（ACROS ORGANICS社製、MW100,000）を蒸留水中に攪拌溶解し、ここにMIL-100(Fe)（Atomis合成品、AP0004）を加えて超音波分散し、MIL-100(Fe) 20重量％・ポリアクリルアミド1重量％分散液を調製した。この分散液をパルプ紙（アドバンテック社製、角形定性濾紙5B）にスプレー塗布し、150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返しPCP添加量が20重量％となるように調製した。

（比較例１０）
ポリアクリルアミド（ACROS ORGANICS社製、MW100,000）を蒸留水中に攪拌溶解し、ここにMIL-100(Fe)（Atomis合成品、AP0004）を加えて超音波分散し、MIL-100(Fe) 20重量％・ポリアクリルアミド0.7重量％分散液を調製した。この分散液をパルプ紙（アドバンテック社製、角形定性濾紙5B）にスプレー塗布し、150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返しPCP添加量が30重量％となるように調製した。

（比較例１１）
ポリアクリルアミド（ACROS ORGANICS社製、MW100,000）を蒸留水中に攪拌溶解し、ここにMIL-100(Fe)（Atomis合成品、AP0004）を加えて超音波分散し、MIL-100(Fe) 20重量％・ポリアクリルアミド0.4重量％分散液を調製した。この分散液をパルプ紙（アドバンテック社製、角形定性濾紙5B）にスプレー塗布し、150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返しPCP添加量が50重量％となるように調製した。

（比較例１２）
エチルセルロース（日新化成社製、エトセルSTD100）をメタノール中に攪拌溶解し、ここにMIL-100(Fe)（Atomis合成品、AP0004）を加えて超音波分散し、MIL-100(Fe) 20重量％・エチルセルロース2重量％分散液を調製した。この分散液をパルプ紙（アドバンテック社製、角形定性濾紙5B）にスプレー塗布し、150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返しPCP添加量が50重量％となるように調製した。

（比較例１３）
エチルセルロース（日新化成社製、エトセルSTD100）をメタノール中に攪拌溶解し、ここにPCPとしてMOF-801（Atomis合成品、AP0005）を加えて超音波分散し、MOF-801を20重量％・エチルセルロース2重量％分散液を調製した。この分散液をパルプ紙（アドバンテック社製、角形定性濾紙5B）にスプレー塗布し、150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返しPCP添加量が50重量％となるように調製した。

（比較例１４）
エチルセルロース（日新化成社製、エトセルSTD100）をメタノール中に攪拌溶解し、ここにPCPとしてMOF-303（Atomis合成品、AP0044）を加えて超音波分散し、MOF-303を20重量％・エチルセルロース2重量％分散液を調製した。この分散液をパルプ紙（アドバンテック社製、角形定性濾紙5B）にスプレー塗布し、150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返しPCP添加量が50重量％となるように調製した。

比較例８～１４の吸着素子の詳細およびその粉担持性評価を表３に示す。

（実施例９）
セルロースナノファイバー（第一工業製薬社製、レオクリスタI-2AX）を蒸留水で攪拌希釈し、セルロースナノファイバー0.5重量％溶液を調製した。この溶液をスプレーボトルに入れ、比較例１１で調製したPCPコーティングパルプ紙の表面にスプレー塗布し、150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返し、コーティング量が2重量％となるように調製した。

（実施例１０）
酢酸セルロース（和光純薬工業社製）をアセトンで攪拌溶解し、酢酸セルロース5重量％溶液を調製した。この分散液をスプレーボトルに入れ、比較例１２で調製したPCPコーティングパルプ紙の表面にスプレー塗布し、150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返し、コーティング量が5重量％となるように調製した。

（実施例１１）
アクリル系ポリマー（共栄社化学社製、オリコックスKC7000）をアセトンで攪拌溶解し、アクリル系ポリマー5重量％溶液を調製した。この分散液をスプレーボトルに入れ、比較例１３で調製したPCPコーティングパルプ紙の表面にスプレー塗布し、150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返し、コーティング量が5重量％となるように調製した。

（実施例１２）
エチルセルロース（日新化成社製、エトセルSTD100）をメタノールで攪拌溶解し、エチルセルロース5重量％溶液を調製した。この分散液をスプレーボトルに入れ、比較例１４で調製したPCPコーティングパルプ紙の表面にスプレー塗布し、150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返し、コーティング量が5重量％となるように調製した。

実施例９～１２の吸着素子の詳細およびその粉担持性評価を表４に示す。

以上の表３、表４に示すように、比較例に対してコーティングを施した実施例では、金属有機構造体の担持性が良好になることが確認された。

（実施例１３）
パルプ繊維（アーテック社製）24重量％と、ポリアクリルアミド（ACROS ORGANICS社製、MW100,000）1重量％、MIL-100(Fe)（Atomis社製、AP0004）75重量％とを水に分散させ、この水分散液を手漉き手法にて抄紙し、上部より圧力をかけた状態で90℃にて加熱乾燥させ、更に150℃で加熱真空乾燥させることで厚さ165g/m²のPCP含有混抄紙を用意した。

次に、セルロースナノファイバー（第一工業製薬社製、レオクリスタI-2AX）を蒸留水で攪拌希釈し、セルロースナノファイバー0.5重量％溶液を調製した。この溶液をスプレーボトルに入れ、上記用意したPCP含有混抄紙の表面にスプレー塗布し、150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返し、コーティング量が2重量％となるように調製した。

（実施例１４）
パルプ繊維（アーテック社製）24重量％と、ポリアクリルアミド（ACROS ORGANICS社製、MW100,000）1重量％、MOF-801（Atomis社製、AP0005） 75重量％とを水に分散させ、この水分散液を手漉き手法にて抄紙し、上部より圧力をかけた状態で90℃にて加熱乾燥させ、更に150℃で加熱真空乾燥させることで厚さ170g/m²のPCP含有混抄紙を得た。

次に、酢酸セルロース（和光純薬工業社製）をアセトンで攪拌溶解し、酢酸セルロース5重量％溶液を調製した。この分散液をスプレーボトルに入れ、上記用意したPCP含有混抄紙の表面にスプレー塗布し、150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返し、コーティング量が5重量％となるように調製した。

（実施例１５）
パルプ繊維（アーテック社製）24重量％と、ポリアクリルアミド（ACROS ORGANICS社製、MW100,000）1重量％、MOF-303（Atomis社製、AP0044） 75重量％とを水に分散させ、この水分散液を手漉き手法にて抄紙し、上部より圧力をかけた状態で90℃にて加熱乾燥させ、更に150℃で加熱真空乾燥させることで厚さ165g/m²のPCP含有混抄紙を得た。

エチルセルロース（日新化成社製、エトセルSTD100）をメタノールで攪拌溶解し、エチルセルロース5重量％溶液を調製した。この分散液をスプレーボトルに入れ、上記用意したPCP含有混抄紙の表面にスプレー塗布し、150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返し、コーティング量が5重量％となるように調製した。

実施例１３～１５の吸着素子の詳細およびその粉担持性評価を表５に示す。

表５に示すように、PCP含有混抄紙の表面にコーティングを施すことにより、粉担持性が非常に良好になることが確認された。

（実施例１６）
パルプ紙（アドバンテック社製、角形定性濾紙5B）を20mm幅に切断し、2mmピッチで蛇腹折りにし、エポキシ樹脂で接着させることにより4cm角ハニカムを作成した。

セルロースナノファイバー（第一工業製薬社製、レオクリスタI-2AX）を蒸留水中に攪拌希釈し、ここにMIL-100(Fe)（Atomis合成品、AP0004）を加えて超音波分散し、MIL-100(Fe) 20重量％・セルロースナノファイバー0.2重量％分散液を調製した。この分散液を4cm角ハニカムにスプレー塗布し、150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返しPCP添加量が40重量％となるように調製した。その後、別途調製した10重量％アクリル系ポリマー（共栄社化学社製、オリコックスKC7000）のアセトン溶液をスプレー塗布し、150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返し、コーティング量が5重量％となるように調製し、PCPコーティングハニカムを作成した。

（実施例１７）
実施例１６と同様にして、パルプ紙（アドバンテック社製、角形定性濾紙5B）を20mm幅に切断し、2mmピッチで蛇腹折りにし、エポキシ樹脂で接着させることにより4cm角ハニカムを作成した。

セルロースナノファイバー（第一工業製薬社製、レオクリスタI-2AX）を蒸留水中に攪拌希釈し、ここにMIL-100(Fe)（Atomis合成品、AP0004）を加えて超音波分散し、MIL-100(Fe) 20重量％・セルロースナノファイバー0.2重量％分散液を調製した。この分散液を4cm角ハニカムにスプレー塗布し、150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返しPCP添加量が40重量％となるように調製した。その後、別途調製した10重量％酢酸セルロース（和光純薬工業社製）のアセトン溶液をスプレー塗布し、150℃で真空乾燥した。この操作を繰り返し、コーティング量が5重量％となるように調製し、PCPコーティングハニカムを作成した。

以上の実施例１６、１７について、吸水率評価を行った。

（吸水率評価）
作製したPCPコーティングハニカムを30℃65%RHに設定した恒温恒湿器（エスペック社製、LHL-114）に入れ、各サンプリングポイントで重量測定し、時間経過毎（０分、１０分、２０分、３０分、４０分、５０分、６０分、１００分、１８０分、３６０分）の吸水率（重量％）を測定した。ここで、吸水率（重量％）は、PCPコーティングハニカムの当初全重量に対する吸着水分重量の重量割合を示している。

実施例１６、１７の吸水率評価を表６に示す。

（２）調湿装置
以下に吸着素子が用いられた吸湿装置の一実施形態として空気調和装置１を例に挙げて説明する。

（２－１）空気調和装置
図６に、空気調和装置１の概略外観図を示す。図７に、空気調和装置１の概略構成図を示す。

空気調和装置１は、１台の室外機１１と、１台の室内機１２とが、液冷媒配管１７とガス冷媒配管１８と給排気ダクト１５を介して接続された、ペア型の空気調和装置である。この空気調和装置１は、室外機１１と室内機１２が、ガス冷媒配管１８および液冷媒配管１７を介して接続されることで構成された冷媒回路１０を有している。また、給排気ダクト１５が、室外機１１における加湿ユニット５０と室内機１２との間を接続している。

空気調和装置１は、冷房運転、暖房運転、除湿運転、加湿運転、給気運転および排気運転等の運転を行うことが可能である。なお、空気調和装置としては、これに限定されるものではなく、例えば、１台の室外機に対して、複数台の室内機が互いに並列に接続されたマルチ型の空気調和装置であってもよい。

（２－２）室内機の構成
室内機１２は、例えば、室内の壁面等に設置される壁掛け型の室内機である。また、室内機１２は、室内機ケーシング１６、室内熱交換器１３、および、室内ファン１４等を備えている。室内熱交換器１３および室内ファン１４は、室内機ケーシング１６内に収納されている。

室内機ケーシング１６は、左右方向に延びた略直方体形状であり、上部に設けられた空気取込口１６ａと、正面下部に設けられた空気吹出口１６ｂと、を有している。

室内熱交換器１３は、互いに接続された複数本の伝熱管と、複数本の伝熱管に対して挿入固定された複数のフィンと、を有している。室内熱交換器１３は、内部を流れる冷媒と、外部を通過する空気との間で熱交換を行わせる空気熱交換器である。

室内ファン１４は、例えば、回転駆動することによって、回転軸と交わる方向に空気流を生成するクロスフローファンである。室内ファン１４は、室内の空気を室内機ケーシング１６内に吸い込ませるとともに、室内熱交換器１３との間で熱交換を行った後の空気を室内に吹き出させる。

室内機ケーシング１６の内部空間のうち、室内ファン１４が形成する空気流れにおいて、空気取込口１６ａの下流側でかつ室内熱交換器１３の上流側の部分には、給排気ダクト１５の室内側の端部が連通している。

（２－３）室外機の構成
室外機１１は、下部の室外空調ユニット２０と、上部の加湿ユニット５０と、から構成されている。

（２－４）室外空調ユニットの構成
室外空調ユニット２０内には、圧縮機２１と、圧縮機２１の吐出側に接続される四路切換弁２２と、圧縮機２１の吸入側に接続されるアキュムレータ２３と、四路切換弁２２に接続された室外熱交換器２４と、室外熱交換器２４に接続された室外膨張弁２５と、室外熱交換器２４に空気流れを供給する室外ファン２９と、が収容されている。室外膨張弁２５は、液閉鎖弁２７を介して液冷媒配管１７に接続されている。四路切換弁２２は、ガス閉鎖弁２８を介してガス冷媒配管１８に接続されている。室外空調ユニット２０は、液冷媒配管１７とガス冷媒配管１８を介して、室内機１２と接続されている。具体的には、液冷媒配管１７は、室内機１２における室内熱交換器１３の一端と接続されている。ガス冷媒配管１８は、室内機１２における室内熱交換器１３の他端と接続されている。

（２－５）加湿ユニットの構成
図８に、加湿ユニット５０の分解斜視図を示す。図９に、上面視における加湿ロータ５２の領域の説明図を示す。

加湿ユニット５０は、加湿ユニットケーシング５１と、加湿ロータ５２と、ヒータ６０と、吸着用ファン５５と、流路切換装置５３と、給排気ファン５４と、を備えている。加湿ユニット５０は、給排気ダクト１５を介して室内から取り込まれた空気を室外へと排気することが可能であり、室外から取り込まれた室外空気を加湿して給排気ダクト１５を介して室内へと供給することが可能である。

（２－５－１）加湿ユニットケーシング
加湿ユニットケーシング５１は、加湿ロータ５２、ヒータ６０、給排気ファン５４、流路切換装置５３および吸着用ファン５５等を収納している。

加湿ユニットケーシング５１の前面には、複数のスリット状の開口からなる吸湿用吹出口５１ａと、第１吸湿用取込口５１ｂと、が並んで設けられている。第１吸湿用取込口５１ｂは、水分を含んだ室外の空気を加湿ロータ５２に供給するために、加湿ユニットケーシング５１の外部の室外から取り込まれる空気が通る開口である。吸湿用吹出口５１ａは、吸湿用流路５８ａを流れて加湿ロータ５２の一部である吸着領域Ｘによって水分が吸着された後の空気を、加湿ユニットケーシング５１外に排出するための開口である。

加湿ユニットケーシング５１の背面には、複数のスリット状の開口からなる第２吸湿用取込口５１ｃおよび給排気口５１ｄが設けられている。第２吸湿用取込口５１ｃは、第１吸湿用取込口５１ｂと同様に、水分を含んだ室外の空気を加湿ロータ５２の吸着領域Ｘに供給するために、加湿ユニットケーシング５１の外部の室外から取り込まれる空気が通る開口である。給排気口５１ｄは、加湿運転時または給気運転時に、室外の空気を加湿用流路５８ｂに取り込むための開口である。加湿用流路５８ｂに流入した室外の空気は、加湿ロータ５２の一部である冷却領域Ｚを通過した後、ヒータ６０で加熱される。ヒータ６０で加熱された空気は、加湿ロータ５２の別の一部である加熱領域Ｙを通過して、給排気ファン５４へ向かって流れる。また、排気運転時には、室内機１２から取り込まれて給排気ダクト１５を流れた空気が、加湿ユニット５０内の加湿用流路５８ｂに流入し、給排気口５１ｄを介して室外へと排気される。

（２－５－２）加湿ロータ
加湿ロータ５２は、吸着シートが巻き上げられることにより、略円柱形状の外形を有している。吸着シートは、平坦なシートとコルゲート状のシートとが重ねられて構成されている。平坦なシートとコルゲート状のシートとの間の隙間は、略円柱形状の加湿ロータ５２の軸方向に延びている。この吸着シートの平坦なシートとコルゲート状のシートとは、いずれも、吸着素子３０により構成されている。吸着素子３０は、上述のように、例えば、金属有機構造体と繊維とが一体化して構成された基材層３１と、基材層３１を厚み方向から挟むように設けられた第１通気性層３２と第２通気性層３３と、を有している。この略円柱形状の加湿ロータ５２は、上下方向に延びる軸を中心として回転可能に支持されており、ロータ駆動用のモータによって回転駆動される。加湿ロータ５２には、接触する空気中の水分を吸着可能であるとともに、加熱されることで吸着した水分を脱離可能である。

（２－５－３）吸着用ファン５５
吸着用ファン５５は、吸着用ファンモータによって回転駆動され、加湿ロータ５２のうちのヒータ６０と対向しない吸着領域Ｘを通過する空気の流れを生成する。具体的には、吸着用ファン５５は、第１吸湿用取込口５１ｂおよび第２吸湿用取込口５１ｃから吸い込まれ、吸湿用流路５８ａを流れて、吸湿用吹出口５１ａから室外へ排出される空気の流れを生成する。

（２－５－４）ヒータ
ヒータ６０は、加湿ロータ５２のうち加湿用流路５８ｂ内に位置する一部の上方に位置しており、加湿ロータ５２の上面に対向して配置されている。ヒータ６０は、加湿ロータ５２から水分を脱離させるために加湿ロータ５２へ送られる空気を加熱する。加湿ロータ５２は、ヒータ６０によって加熱された空気が送られることで加熱されることになる。

ヒータ６０は、発熱体としての複数の電熱線を有している。ヒータ６０を通過する空気は、この電熱線によって加熱される。

（２－５－５）給排気ファン
給排気ファン５４は、加湿ロータ５２の側方に配置されており、流路切換装置５３による流路の切り換えにより、室外から取り込まれ室内機１２へと送られる空気の流れを生成する状態と、室内から室内機１２内に取り込まれ室外へと送られる空気の流れを生成する状態と、に切り換えて用いられる。給排気ファン５４は、例えば、ターボファン等の遠心ファンで構成することができる。

給排気ファン５４は、室外から取り入れた空気を室内機１２へと送る場合には、給排気口５１ｄから室外の空気を加湿用流路５８ｂに流入させ、加湿ロータ５２を通過させた後、矢印Ａ１で示すように、流路切換装置５３および給排気ダクト１５を介して室内機１２へと流れる空気流を生成する。給排気ファン５４は、室内の空気を室内機１２から室外へと排出する場合には、矢印Ａ２で示すように、室内機１２から給排気ダクト１５、加湿用流路５８ｂを介して給排気口５１ｄから室外へと流れる空気流を生成する。

（２－５－６）流路切換装置
流路切換装置５３は、給排気ファン５４と給排気ダクト１５との間に配置されている。流路切換装置５３は、給排気ファン５４と給排気ダクト１５との接続状態を、加湿用流路５８ｂと給排気ダクト１５とを接続した状態の供給状態と、加湿用流路５８ｂと給排気ダクト１５との接続を解除した供給停止状態と、に切り換えることが可能である。また、流路切換装置５３は、供給状態において、給排気ダクト１５を通過させる空気流れ方向を切り換えることも可能である。

供給状態では、加湿用流路５８ｂから給排気ダクト１５への空気の流れ、または、給排気ダクト１５から加湿用流路５８ｂへの空気の流れが許容される。このため、供給状態では、加湿用流路５８ｂを流れ給排気ファン５４から吹き出された空気を給排気ダクト１５においてＡ１方向に流す状態と、室内機１２から給排気ダクト１５をＡ２方向に通過して給排気ファン５４に吸い込まれた空気が加湿用流路５８ｂに送られる状態と、が切り換え可能となる。なお、加湿ロータ５２の回転駆動を停止させ、ヒータ６０を停止させた状態で、Ａ１方向に空気を流すことで、室外の空気を室内に取り込む給気運転を行うことができる。また、加湿ロータ５２の回転駆動を停止させ、ヒータ６０を停止させた状態で、Ａ２方向に空気を流すことで、室内の空気を室外に排出する排気運転を行うことができる。

供給停止状態では、加湿用流路５８ｂから給排気ダクト１５への空気の流れ、または、給排気ダクト１５から加湿用流路５８ｂへの空気の流れが遮断される。このため、供給停止状態では、室外の空気が室内機１２内に供給されたり、室内機１２内の空気が室外に排気されたりすることはない。

（２－６）加湿運転時の空気の流れ
加湿運転時には、加湿ユニット５０内において、吸着用ファン５５が駆動し、吸湿用流路５８ａを矢印Ａ１１－１２方向に空気が流れ、かつ、給排気ファン５４が駆動し、加湿用流路５８ｂを矢印Ａ２１－２３方向に空気が流れる。なお、加湿運転時には、加湿ロータ５２は、矢印Ｒ方向に回転する。具体的には、加湿ロータ５２では、矢印Ｒ方向に回転することにより、吸着領域Ｘに位置していた部分が加熱領域Ｙに移動し、加熱領域Ｙに位置していた部分が冷却領域Ｚに移動し、冷却領域Ｚに位置していた部分が再び吸着領域Ｘに移動し、これが繰り返えされる。

第１吸湿用取込口５１ｂおよび第２吸湿用取込口５１ｃから取り込まれて矢印Ａ１１方向に流れる空気は、加湿ロータ５２の吸着領域Ｘを下から上に向けて通過した後、ベルマウス５７の上方近傍へと向かう。このように第１吸湿用取込口５１ｂおよび第２吸湿用取込口５１ｃから取り込まれた空気に含まれる水分は、加湿ロータ５２の吸着領域Ｘを通過する際に、加湿ロータ５２において吸着される。

ベルマウス５７の上方近傍からベルマウス５７を下方に通過した空気は、吸着用ファン５５内に入り、吸着用ファン５５から吹き出されることで、矢印Ａ１２方向に流れ、吸湿用吹出口５１ａから室外に排出される。

給排気口５１ｄから取り込まれて矢印Ａ２１方向に流れる空気は、加湿ロータ５２の冷却領域Ｚを下から上に向けて通過してヒータ６０に向かう。加湿ロータ５２の冷却領域Ｚでは、室外の空気が供給されることにより、加湿ロータ５２が冷却される。なお、加湿ロータ５２の冷却領域Ｚを通過する空気は、含まれている水分の一部が冷却領域Ｚにおいて吸着されうる。

ヒータ６０で加熱された空気は、矢印Ａ２２－２３方向に流れる空気として、加湿ロータ５２の加熱領域Ｙを上から下に向けて通過し、流路切換装置５３に向かう。なお、ヒータ６０で加熱された空気は、加湿ロータ５２の加熱領域Ｙを通過する際に、加湿ロータ５２に吸着されていた水分を脱離させ、加湿空気となる。そして、流路切換装置５３に到った加湿空気は、給排気ファン５４を経由して再び流路切換装置５３に戻され、給排気ダクト１５を経て室内機１２へと送られる。これにより、室内が加湿される。

（２－７）冷房運転、除湿運転、暖房運転
本実施形態の空気調和装置１では、冷媒回路１０において室内熱交換器１３を冷媒の蒸発器として機能させ、室外熱交換器２４を冷媒の凝縮器として機能させるように四路切換弁２２が切り換えられた状態で、圧縮機２１を駆動させることで、室内の空気を冷却させる冷房運転を行うことができる。冷房運転では、室内ファン１４、室外ファン２９が駆動制御される。

また、冷房運転時と同じ冷媒流れにおいて、室内ファン１４の駆動を弱めるまたは停止させることにより、室内熱交換器１３の表面に凝縮水を生じさせることで、室内の湿度を下げる除湿運転を行うことができる。これにより、本実施形態の空気調和装置１では、加湿運転と除湿運転が可能となり、室内の湿度の調整が可能となる。

また、冷媒回路１０において室内熱交換器１３を冷媒の凝縮器として機能させ、室外熱交換器２４を冷媒の蒸発器として機能させるように四路切換弁２２が切り換えられた状態で、圧縮機２１を駆動させることで、室内の空気を暖める暖房運転を行うことができる。暖房運転では、室内ファン１４、室外ファン２９が駆動制御される。

なお、冷房運転、暖房運転は、上述の加湿運転、給気運転および排気運転のそれぞれと同時に行うことも可能である。また、除湿運転は、上述の給気運転および排気運転のそれぞれと同時に行うことも可能である。

（２－８）空気調和装置１の特徴
本実施形態の空気調和装置１によれば、室内の湿度を上げることと、室内の湿度を下げることが可能になる。これにより、室内の湿度を調節することができる。特に、ヒータ６０の加熱程度や給排気ファン５４の送風量を調節することにより、加湿の程度を調整することができる。ここで、ヒータ６０の加熱程度を高めた場合であっても、加湿ロータ５２が耐熱性材料で構成されることにより、ロータの劣化や吸放湿能力の低下が抑制される。

また、空気調和装置１によれば、室内の湿度の調節だけでなく、室内の温度の調節を行うことができる。

この空気調和装置１では、加湿ロータ５２の基材層３１が有する有機金属構造体は、基材層３１から脱落しにくいため、有機金属構造体の脱落による加湿機能の低下を抑制することが可能になる。また、加湿ロータ５２から脱落した有機金属構造体が気流によって室内に送られることも抑制される。さらに、加湿ロータ５２から脱落した有機金属構造体がヒータ６０により加熱されることで生じうる臭気が、室内に送られることも抑制される。

（３）大気造水機
以下に吸着素子が用いられた大気造水機の一実施形態として大気造水機１００を例に挙げて説明する。

（３－１）大気造水機１００の概略構成
図１０に、大気造水機１００の概略外観図を示す。

大気造水機１００は、吸湿流路６１と、吸湿ファン６２と、ロータ９１と、循環回路７１と、循環ファン７２と、ヒータ９２と、水タンク９３と、これらを収容するケーシング１０１と、制御装置９９と、を有している。

吸湿流路６１は、ロータ９１に吸湿させるために外気（ＯＡ）を取り込み、吸湿された後の空気を排気（ＥＡ）として排出するための空気流路である。吸湿流路６１は、凝縮器８１の冷却流路８１ａを有している。冷却流路８１ａを流れる空気は、循環回路７１が有する凝縮器８１の造水流路８１ｂを流れる空気との間で、互いに混ざり合うことなく熱交換する。

吸湿ファン６２は、吸湿流路６１に空気流れを生じさせるためのファンであり、ロータ９１の吸湿領域Ｓに対して空気流れの下流側に設けられている。

ロータ９１は、吸湿流路６１を流れる空気に含まれる水分を吸着し、循環回路７１を流れる空気に吸着していた水分を放出する。ロータ９１は、吸着シートが巻き上げられることにより、略円柱形状の外形を有している。吸着シートは、平坦なシートとコルゲート状のシートとが重ねられて構成されている。平坦なシートとコルゲート状のシートとの間の隙間は、略円柱形状のロータ９１の軸方向に延びている。この吸着シートの平坦なシートとコルゲート状のシートは、いずれも、吸着素子３０により構成されている。吸着素子３０は、上述のように、例えば、金属有機構造体と繊維とが一体化して構成された基材層３１と、基材層３１を厚み方向から挟むように設けられた第１通気性層３２と第２通気性層３３と、を有している。この略円柱形状のロータ９１は、気流の通過方向に延びる軸を中心として回転可能に支持されており、ロータ駆動用のモータによって回転駆動される。ロータ９１には、接触する空気中の水分を吸着可能であるとともに、加熱されることで吸着した水分を脱離可能である。ロータ９１は、回転駆動することにより、吸湿領域Ｓが放湿領域Ｔに周回移動し、放湿領域Ｔが吸湿領域Ｓに周回移動する。吸湿領域Ｓは、吸湿流路６１を流れる空気が通過する。放湿領域Ｔは、循環回路７１を流れる空気が通過する。

循環回路７１は、ロータ９１の放湿領域Ｔから水分を放出させ、水分を含んだ空気を凝縮器８１に供給して、水分を造るための回路である。循環回路７１を循環する空気の流れは、循環ファン７２が駆動することで生じる。循環回路７１は、凝縮器８１の造水流路８１ｂと、を有している。ヒータ９２は、循環回路７１のうちロータ９１の放湿領域Ｔの上流側に設けられており、ロータ９１の放湿領域Ｔに送られる空気を加熱する。ロータ９１の放湿領域Ｔの上流側には、ヒータ９２が設けられている。ロータ９１の放湿領域Ｔの下流側は、凝縮器８１の造水流路８１ｂの上流側と接続されている。凝縮器８１の造水流路８１ｂの下流側には、循環ファン７２が設けられている。循環ファン７２の下流側は、ヒータ９２の上流側と接続されている。凝縮器８１の造水流路８１ｂの下端部には、生じた凝縮水を下方に流下させるための図示しない無数の開口が形成されている。凝縮器８１の造水流路８１ｂの下方には、水タンク９３が設けられている。凝縮器８１の造水流路８１ｂの下端部の開口を流下した凝縮水は、水タンク９３に貯水される。

制御装置９９は、所定のプログラムが格納されたRAM、ROM等のメモリと、CPU等のプロセッサと、を備えるコンピュータである。制御装置３６は、上記プログラムを実行することにより、ロータ９１の回転速度、ヒータ９２の加熱量、吸湿ファン６２の風量、循環ファン７２の風量を制御する。ここで、制御装置９９は、ヒータ９２の加熱量を増大させる制御によって、ロータ９１から脱離される水分量を増大させることができる。また、制御装置９９は、循環ファン７２の風量を増大させる制御によって、得られる凝縮水の量を増大させることができる。

（３－２）造水動作
大気造水機１００では、吸湿ファン６２と循環ファン７２を駆動させ、ヒータ９２を発熱させ、ロータ９１を回転駆動させることで、造水する。

まず、大気造水機１００の外気取り込み口から吸湿流路６１に流入した空気（ａ）は、凝縮器８１の冷却流路８１ａを流れる際に、凝縮器８１の造水流路８１ｂを流れる空気と熱交換することで、暖められる。凝縮器８１の冷却流路８１ａを通過した空気（ｂ）は、ロータ９１の吸湿領域Ｓに送られ、含まれる水分がロータ９１に吸着される。ロータ９１の吸湿領域Ｓを通過した空気（ｃ）は、循環ファン７２に吸入され、大気造水機１００の外気排出開口から室外に吹き出される。

循環回路７１については、乾燥空気（ｄ）が循環ファン７２に吸入され、循環ファン７２から吹き出される。循環ファン７２から吹き出されたた乾燥空気（ｅ）は、ヒータ９２に送られる。ヒータ９２で加熱された空気（ｆ）は、ロータ９１の放湿領域Ｔに送られ、ロータ９１に吸着されていた水分を放出させる。ロータ９１の放湿領域Ｔを通過した高温多湿空気（ｇ）は、凝縮器８１の造水流路８１ｂを流れる際に、吸湿流路６１における凝縮器８１の冷却流路８１ａを流れる空気（ａ）と熱交換することで、露点以下まで冷却され、凝縮水を生成する。凝縮器８１の造水流路８１ｂにおいて生じた凝縮水は、造水流路８１ｂの下方に設けられた開口を流下し、水タンク９３に貯水される。凝縮器８１の造水流路８１ｂを通過した乾燥空気（ｄ）は、循環ファン７２に吸引され、循環回路７１内を循環する。

（３－３）大気造水機１００の特徴
本実施形態の大気造水機１００によれば、空気中に含まれる水分を集めて水を造ることができる。

この大気造水機１００では、ロータ９１の基材層３１が有する有機金属構造体は、基材層３１から脱落しにくいため、有機金属構造体の脱落による造水能力の低下が抑制される。また、ロータ９１から脱落した有機金属構造体が循環回路７１を流れることで、得られる凝縮水中に混在してしまうことも抑制される。

（付記）
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

１ 空気調和装置（調湿装置）
１２ 室内機
１５ 給排気ダクト（加湿手段）
２０ 室外空調ユニット
３０ 吸着素子
３１ 基材層
３２ 第１通気性層（通気性層）
３３ 第２通気性層（通気性層）
５０ 加湿ユニット
５２ 加湿ロータ
５４ 給排気ファン（加湿手段）
６０ ヒータ（再生手段）
８１ 凝縮器（凝縮手段）
９１ ロータ
９２ ヒータ（再生手段）
１００ 大気造水機

特開平１１－３１９４６１号公報

Claims (13)

1. 繊維と、金属イオンと有機配位子を含む金属有機構造体と、を有する基材層（３１）と、
   前記基材層に積層された通気性層（３２、３３）と、
   を備え、
   前記通気性層は、前記積層方向視における単位面積当たりの前記金属有機構造体の含有量が、前記基材層よりも少ないかまたは前記金属有機構造体を有していない、
   吸着素子（３０）。
2. 前記繊維の平均繊維長は、１００μｍ以上である、
   請求項１に記載の吸着素子。
3. 前記基材層は、結合剤を含む、
   請求項１または２に記載の吸着素子。
4. 前記結合剤は、前記金属有機構造体の開口径よりも大きい、
   請求項３に記載の吸着素子。
5. 前記結合剤は、前記繊維との間で水素結合またはイオン結合を形成する、
   請求項３または４に記載の吸着素子。
6. 前記通気性層は、第１通気性層（３２）と第２通気性層（３３）を有しており、
   前記基材層は、前記第１通気性層と前記第２通気性層との間に位置する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の吸着素子。
7. 前記基材層と前記通気性層の積層体がコルゲート状に形成された、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の吸着素子。
8. 前記基材層は、前記繊維が一体化した繊維構造体を前記金属有機構造体を含有する液体にディッピングして得られる、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の吸着素子。
9. 前記基材層は、前記繊維が一体化した繊維構造体に前記金属有機構造体を噴霧して得られる、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の吸着素子。
10. 前記基材層は、前記繊維と前記金属有機構造体を含む液体を抄いて得られる、
    請求項１から７のいずれか１項に記載の吸着素子。
11. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の吸着素子と、
    前記吸着素子に吸着された水分を前記吸着素子から脱離させる再生手段（６０）と、
    を備えた調湿装置（１）。
12. 前記吸着素子から脱離した水分を用いて対象空間を加湿する加湿手段（５４、１５）をさらに備えた、
    請求項１１に記載の調湿装置。
13. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の吸着素子と、
    前記吸着素子に吸着された水分を前記吸着素子から脱離させる再生手段（９２）と、
    前記吸着素子から脱離した水分を凝縮させて凝縮水を生じさせる凝縮手段（８１）と、
    を備えた大気造水機（１００）。

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