CN106687198B - 吸湿材料及使用该吸湿材料的除湿机 - Google Patents

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Abstract

本发明实现不使用过冷却或较大热量就能有效地除湿的吸湿材料及使用该吸湿材料的除湿机。使用与水的亲和性响应于外部刺激而可逆地变化的刺激响应性高分子和亲水性高分子形成互穿高分子网络结构或者半互穿高分子网络结构的高分子凝胶的干燥体作为吸湿材料。

Description

吸湿材料及使用该吸湿材料的除湿机
技术领域
本发明涉及吸湿材料及使用该吸湿材料的除湿机。
背景技术
作为除湿装置或者调湿装置，一般是制冷循环式和沸石式这两 种类型。制冷循环式是如下方式：内置压缩机，用蒸发器冷却室内 空气，由此使空气内的结露而除湿(例如，参照专利文献1等)。 所谓沸石式是如下方式：将沸石等吸湿性多孔质材料加工成回转器状，暂时使该回转器吸收室内的空气的水分，使由电加热器产生的 高温暖风吹到已吸湿的回转器，将回转器内的水分作为高温高湿的 空气取出，将该空气用室内空气加以冷却，从而使高温高湿的空气 内的湿度结露而除湿(例如，参照专利文献2、3等)。另外，也使 用将两方式的特征结合的方式(例如，参照专利文献4等)。进而， 作为大规模空调系统，使用了吸附剂(二氧化硅凝胶、活性炭、沸 石等)的利用水分的吸附/解吸进行制冷等空气调节的所谓干燥剂 空调系统也正普及，从保护地球环境的要求出发，开发出当前也盛 行的高效调湿系统(例如，参照专利文献5、6等)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国公开专利公报“特开2002－310485号公报 (2002年10月23日公开)”
专利文献2：日本国公开专利公报“特开2001－259349号公报 (2001年9月25日公开)”
专利文献3：日本国公开专利公报“特开2003－144833号公报 (2003年5月20日公开)”
专利文献4：日本国公开专利公报“特开2005－34838号公报 (2005年2月10日公开)”
专利文献5：日本国公开专利公报“特开平5－301014号公报 (1993年11月16日公开)”
专利文献6：日本国公开专利公报“特开2010－54184号公报 (2010年3月11日公开)”
但是，如上所述的现有技术在不使用过冷却或较大热量有效除 湿的方面是不足的。
即，在制冷循环式中，依然存在使用涉及到环境破坏的卤素气 体、或者由于搭载压缩机而除湿装置或者调湿装置容易大型化、或 者噪声大等问题。另一方面，在沸石式中，需要200℃以上的再生 热而效率差。融合了这些的混合类型将压缩机的压缩热部分利用于沸石回转器的再生等而得以改善，能扩大沸石式的利用范围，但是 需要复杂的空气路径或机构，不可避免大型化。另外，通过使吸附 等收集的水蒸气过饱和冷却而使其冷凝并没有改变。
另外，在干燥剂空调系统中，水分的解吸依然需要较大热量。
发明内容
发明要解决的问题
本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于实现不使用过 冷却或较大热量就能有效除湿的吸湿材料及使用该吸湿材料的除 湿机。
用于解决问题的方案
为了解决上述课题，本发明的吸湿材料含有高分子凝胶的干燥 体，该高分子凝胶包含与水的亲和性响应于外部刺激而可逆地变化 的刺激响应性高分子、以及亲水性高分子，上述吸湿材料的特征在 于，上述刺激响应性高分子和上述亲水性高分子形成互穿高分子网 络结构或者半互穿高分子网络结构。
为了解决上述课题，本发明的除湿机的特征在于，具备上述吸 湿材料和用于对上述吸湿材料赋予外部刺激的刺激赋予部。
发明效果
如上所述，本发明的吸湿材料因为含有高分子凝胶的干燥体， 所以在作为除湿材料使用的情况下，起到不使用过冷却或较大热量 就能有效除湿的效果，该高分子凝胶包含与水的亲和性响应于外部 刺激而可逆地变化的刺激响应性高分子、以及亲水性高分子，该吸 湿材料具备上述刺激响应性高分子和上述亲水性高分子形成互穿 高分子网络结构或者半互穿高分子网络结构的构成。
如上，本发明的除湿机因为具备上述吸湿材料和用于对上述吸 湿材料赋予刺激的刺激赋予部，所以起到不使用过冷却或较大热量 就能有效除湿的效果。
附图说明
图1是表示本发明的吸湿材料所含有的高分子凝胶及其制造方法的一 例的图。
图2是表示在本发明的实施例中对吸湿材料的伴随温度变化的 相转变行为进行评价的结果的图。
图3是表示在本发明的实施例中对吸湿材料的吸湿行为进行评 价的结果的图。
图4是表示在本发明的实施例中对吸湿材料的脱水行为进行评 价的结果的图。
图5是示意性地表示本发明的吸湿材料的脱水行为的图。
图6是示意性地表示在基于本发明的实施方式1及2的除湿机中 通过集水部收集由于赋予外部刺激而从吸湿材料渗出的水的情况 的图。
图7是基于本发明的实施方式1的除湿机所具备的吸湿单元的 主视图。
图8是基于本发明的实施方式1的除湿机所具备的吸湿单元的 纵剖视图。
图9是基于本发明的实施方式1的除湿机所具备的吸湿单元的 横剖视图。
图10是基于本发明的实施方式1的除湿机的纵剖视图。
图11是基于本发明的实施方式1的除湿机的横剖视图。
图12是基于本发明的实施方式2的除湿机所具备的吸湿单元的 主视图。
图13是基于本发明的实施方式2的除湿机所具备的吸湿单元的 纵剖视图。
图14是基于本发明的实施方式2的除湿机所具备的吸湿单元的 横剖视图。
图15是基于本发明的实施方式2的除湿机的纵剖视图。
图16是基于本发明的实施方式2的除湿机的横剖视图。
图17是表示在本发明的比较例中合成的共聚凝胶及其制造方 法的图。
图18是表示在本发明的比较例中对共聚凝胶的伴随温度变化 的相转变行为进行评价的结果的图。
图19是表示在本发明的实施例中对吸湿材料的吸湿行为进行 评价的结果的图。
图20是表示在本发明的实施例中对吸湿材料的脱水行为进行 评价的结果的图。
具体实施方式
以下对本发明进行详细说明。此外，只要在本说明书中没有特 别记载，则表示数值范围的“A～B”是指“A以上且B以下”。此外， 在指“丙烯酸”或者“甲基丙烯酸”中的任一种的情况下记载为“(甲 基)丙烯酸”。
(I)吸湿材料
本发明人等对上述课题进行了锐意研究，结果发现如下：通过 使用刺激响应性高分子和亲水性高分子形成为互穿高分子网络结 构或者半互穿高分子网络结构的高分子凝胶的干燥体作为吸湿材 料，从而利用与现有的吸湿材料完全不同的机理，不使用过冷却或大热量就能有效除湿，从而达到完成本发明。
即，本发明的吸湿材料含有高分子凝胶的干燥体，该高分子凝 胶的干燥体包含：刺激响应性高分子，其响应于外部刺激而与水的 亲和性可逆地变化；以及亲水性高分子；其中，上述吸湿材料具备 如下构成：上述刺激响应性高分子和上述亲水性高分子形成互穿高 分子网络结构或者半互穿高分子网络结构。
(高分子凝胶的干燥体)
在本发明中，所谓高分子凝胶是指高分子交联而形成的三维网 络结构吸收水、有机溶剂等溶剂而发生膨润。
在本发明中，使用高分子凝胶的干燥体作为吸湿材料。在此， 所谓高分子凝胶的干燥体是指，通过使高分子凝胶干燥而除去溶剂 后的材料。此外，在本发明中，高分子凝胶的干燥体不必从高分子 凝胶完全除去溶剂，只要能吸收空气中的水分，也可以含有溶剂或者水。因此，只要上述高分子凝胶的干燥体能吸收空气中的水分， 则对该干燥体的含水率并不作特别限定，但例如更优选为40重量％ 以下。此外，在此所谓含水率是指水分相对于高分子凝胶的干燥重 量的比例。
上述高分子凝胶包含：刺激响应性高分子，其响应于外部刺激 而与水的亲和性可逆地变化；以及亲水性高分子；该刺激响应性高 分子和亲水性高分子形成互穿高分子网络结构或者半互穿高分子 网络结构。
在此，所谓互穿高分子网络结构是指：不同种类的高分子均是 交联高分子，各个高分子的交联网络不会化学结合而以独立存在的 状态相互络合的结构。另外，所谓半互穿高分子网络结构是指：不 同种类的高分子的一方是交联高分子，另一方是直链状高分子，各 个高分子不会化学结合而以独立存在的状态相互络合的结构。
在前者的情况下，上述刺激响应性高分子和亲水性高分子均是 具有交联网络的交联高分子，上述刺激响应性高分子的交联网络和 亲水性高分子的交联网络形成在不化学结合的情况下相互络合的 结构，即形成互穿高分子网络结构。
在后者的情况下，上述刺激响应性高分子及上述亲水性高分子 中的某一方是具有交联网络的交联高分子，另一方是直链状高分 子，上述刺激响应性高分子和亲水性高分子形成在不化学结合的情 况下相互络合的结构，即形成半互穿高分子网络结构。
(与水的亲和性响应于外部刺激而可逆地变化的刺激响应性 高分子)
所谓刺激响应性高分子是指使其性质响应于外部刺激而可逆 地变化的高分子。在本发明中，使用与水的亲和性响应于外部刺激 而可逆地变化的刺激响应性高分子。
作为上述外部刺激，并不作特别限定，但例如能使用热、光、 电场、pH等。
另外，所谓与水的亲和性响应于外部刺激而可逆地变化，是指 受到外部刺激的高分子响应于该外部刺激，在亲水性与疏水性之间 可逆地变化。
其中，与水的亲和性响应于热而可逆地变化的刺激响应性高分 子、即温度响应性高分子，通过使用简易的加热装置使其温度变化， 从而使空气中水分的吸收和已吸收的水分的释放可逆地进行，所以 能特别适合使用于除湿机。
这种温度响应性高分子只要是具有低临界溶液温度(LCST (Lower CriticalSolution Temperature)，以下在本说明书中有时称 为“LCST”。)的高分子，就并不作特别限定。具有LCST的高分子 在低温为亲水性，但是当变为LCST以上时成为疏水性。此外，在此，所谓LCST是指：在将高分子溶解于水时，在低温为亲水性而 溶解于水，但是当变为某温度以上时成为疏水性而不溶的情况下 的、成为该界限的温度。
作为上述温度响应性高分子，更具体而言，例如能列举：聚(N －异丙基(甲基)丙烯酰胺)、聚(N－正丙基(甲基)丙烯酰胺)、 聚(N－甲基(甲基)丙烯酰胺)、聚(N－乙基(甲基)丙烯酰 胺)、聚(N－正丁基(甲基)丙烯酰胺)、聚(N－异丁基(甲 基)丙烯酰胺)、聚(N－叔丁基(甲基)丙烯酰胺)等聚(N－ 烷基(甲基)丙烯酰胺)；聚(N－乙烯基异丙酰胺)、聚(N－ 乙烯基正丙酰胺)、聚(N－乙烯基正丁酰胺)、聚(N－乙烯基 异丁酰胺)、聚(N－乙烯基叔丁酰胺)等聚(N－乙烯基烷基酰 胺)；聚(N－乙烯基吡咯烷酮)；聚(2－乙基－2－噁唑啉)、 聚(2－异丙基－2－噁唑啉)、聚(2－正丙基－2－噁唑啉)等聚 (2－烷基－2－噁唑啉)；聚乙烯基甲基醚、聚乙烯基乙基醚等聚 乙烯基烷基醚；聚环氧乙烷与聚环氧丙烷的共聚物；聚(氧乙烯乙 烯基醚)；甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基 纤维素等纤维素衍生物等；以及上述聚合物的共聚物。在使用上述 温度响应性高分子作为纤维素衍生物的情况下，由于不必进行聚 合，因此容易制造吸湿剂。此外，纤维素衍生物因为安全且具有生 物降解性，所以具有环境负担小的优点。在使用羟丙基纤维素作为 纤维素衍生物时，羟丙基纤维素的优选的平均分子量为2000～ 2000000，同样，优选的取代度为1～3。更优选温度响应性高分子 是这些高分子的交联物。
此外，本发明中，刺激响应性高分子和亲水性高分子形成互穿 高分子网络结构或者半互穿高分子网络结构，因此刺激响应性高分 子及亲水性高分子中的至少任一种是交联物。
在温度响应性高分子是交联物的情况下，作为上述交联物，例 如能列举使如下单体或者这些单体中的2种以上在交联剂存在下聚 合而得到的高分子，上述单体是N－异丙基(甲基)丙烯酰胺、N －正丙基(甲基)丙烯酰胺、N－甲基(甲基)丙烯酰胺、N－乙 基(甲基)丙烯酰胺、N－正丁基(甲基)丙烯酰胺、N－异丁基 (甲基)丙烯酰胺、N－叔丁基(甲基)丙烯酰胺等N－烷基(甲 基)丙烯酰胺；N－乙烯基异丙酰胺、N－乙烯基正丙酰胺、N－乙 烯基正丁酰胺、N－乙烯基异丁酰胺、N－乙烯基－叔丁酰胺等N －乙烯基烷酰胺；乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚等乙烯基烷基醚； 环氧乙烷和环氧丙烷；2－乙基－2－噁唑啉、2－异丙基－2－噁唑 啉、2－正丙基－2－噁唑啉等2－烷基－2－噁唑啉等单体。
作为上述交联剂，只要适当选择使用现有公知的交联剂即可， 例如能适当使用二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸丙 二醇酯、N，N’－亚甲基双(甲基)丙烯酰胺、甲苯二异氰酸酯、 二乙烯基苯、二(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯等具有聚合性官能团的 交联性单体；戊二醛；多元醇；多元胺；多元羧酸；钙离子、锌离 子等金属离子等。这些交联剂可以单独使用，另外也可以将2种以 上组合使用。
或者，在温度响应性高分子是交联物的情况下，这种交联物也 可以是通过使未交联的温度响应性高分子、例如上述例示的温度响 应性高分子与上述交联剂发生反应形成网络结构而得到的交联物。
另外，作为与水的亲和性响应于光而可逆地变化的刺激响应性 高分子，能列举偶氮苯衍生物、螺吡喃衍生物等亲水性或者极性根 据光而变化的光响应性高分子；它们和温度响应性高分子及pH响应 性高分子中的至少任一种的共聚物；上述光响应性高分子的交联 物；或者上述共聚物的交联物。
另外，作为与水的亲和性响应于电场而可逆地变化的刺激响应 性高分子，能列举具有羧基、磺酸基、磷酸基、氨基等解离基团的 高分子、如含羧基高分子和含氨基高分子的复合物那样的通过静电 相互作用、氢键等形成复合物的高分子、或者它们的交联物。
另外，作为与水的亲和性响应于pH而可逆地变化的刺激响应 性高分子，能列举具有羧基、磺酸基、磷酸基、氨基等解离基团的 高分子；如含羧基高分子和含氨基高分子的复合物那样的通过静电 相互作用、氢键等形成复合物的高分子；或者它们的交联物。
对上述刺激响应性高分子的分子量也并不作特别限定，优选通 过凝胶渗透色谱法(GPC)决定的数均分子量为3000以上。
(亲水性高分子)
本发明的吸湿材料使用的亲水性高分子，只要是与该亲水性高 分子一起形成互穿高分子网络结构或者半互穿高分子网络结构的 刺激响应性高分子以外的亲水性的高分子，就并不作特别限定。
作为这种亲水性高分子，例如能列举在侧链或主链中具有羟 基、羧基、磺酸基、磷酸基、氨基等亲水性基团的高分子。作为上 述亲水性高分子的更具体的一例，例如能列举海藻酸、透明质酸等 多糖类；壳聚糖；羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙 基纤维素等纤维素衍生物；聚(甲基)丙烯酸、聚马来酸、聚乙烯 基磺酸、聚乙烯基苯磺酸、聚丙烯酰胺烷基磺酸、聚二甲基氨基丙 基(甲基)丙烯酰胺，它们与(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸 羟乙酯、(甲基)丙烯酸烷基酯等的共聚物，聚二甲基氨基丙基(甲 基)丙烯酰胺和聚乙烯醇的复合物，聚乙烯醇和聚(甲基)丙烯酸 的复合物，聚(甲基)丙烯腈、聚烯丙基胺、聚乙烯醇、聚乙二醇、 聚丙二醇、聚(甲基)丙烯酰胺、聚－N,N’－二甲基(甲基)丙烯 酰胺、聚甲基丙烯酸－2－羟乙酯、聚(甲基)丙烯酸烷基酯、聚 二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、聚(甲基)丙烯腈及上述聚合 物的共聚物等。此外，更优选亲水性高分子是它们的交联物。
在本发明中，刺激响应性高分子和亲水性高分子形成互穿高分 子网络结构或者半互穿高分子网络结构，因此刺激响应性高分子及 亲水性高分子中的至少任一种是交联物。
在亲水性高分子是交联物的情况下，作为这种交联物，例如能 列举使如下单体在交联剂存在下聚合而得到的高分子，上述单体是 (甲基)丙烯酸、烯丙基胺、乙酸乙烯酯、(甲基)丙烯酰胺、N,N’ －二甲基(甲基)丙烯酰胺、甲基丙烯酸2－羟乙酯、(甲基)丙 烯酸烷基酯、马来酸、乙烯基磺酸、乙烯基苯磺酸、丙烯酰胺烷基 磺酸、二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈等单体。
作为上述交联剂，只要适当选择使用现有公知的交联剂即可， 例如能适当使用二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸丙 二醇酯、N,N’－亚甲基双(甲基)丙烯酰胺、甲苯二异氰酸酯、二 乙烯基苯、二(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯等具有聚合性官能团的交 联性单体；戊二醛；多元醇；多元胺；多元羧酸；钙离子、锌离子 等金属离子等。这些交联剂可以单独使用，另外也可以将2种以上 组合使用。
或者，在亲水性高分子是交联物的情况下，这种交联物可以是 使未进行交联的上述亲水性高分子与上述交联剂反应形成网络结 构而得到的交联物，上述未进行交联的上述亲水性高分子例如是： 使上述单体聚合得到的高分子或者海藻酸、透明质酸等多糖类；壳 聚糖；羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素等 纤维素衍生物。
对上述亲水性高分子的分子量也并不作特别限定，优选通过 GPC决定的数均分子量为3000以上。
(吸湿材料)
在现有溶剂中响应于外部刺激而反复膨润和收缩的刺激响应 性凝胶是已知的，但是即使使用其干燥体作为吸湿材料，吸收空气 中的水分的能力也不充分。作为具有高吸湿性的材料，已知氢氧化 钠等的盐、吸水性高分子等，但是氢氧化钠等的盐在吸湿的同时溶 胶化，因此要求形状不破坏的吸湿材料。另外，在使用吸水性高分 子的情况下，为了使水分从吸湿材料脱离，需要使水分气化。
本发明是基于发现了如下情况：高分子凝胶的干燥体包含与水 的亲和性响应于外部刺激而可逆地变化的刺激响应性高分子和亲 水性高分子，上述刺激响应性高分子和上述亲水性高分子形成互穿 高分子网络结构或者半互穿高分子网络结构，该高分子凝胶的干燥 体具备响应于外部刺激在吸收水分的状态和将已吸收的水分释放 的状态之间变化的刺激响应性高分子的功能，并且同时具有高吸湿 能力。
故此，如果使用上述高分子凝胶的干燥体作为吸湿材料，则使 该吸湿材料吸收空气中的水分，仅仅施加外部刺激，已吸收水分的 吸湿材料就会变为疏水性，并将已吸收的水分释放。故此，不必如 现有的吸湿材料那样对已吸收的水分施加较大热量使其蒸发，就能 直接作为液体的水取出。例如，作为上述刺激响应性高分子，使用 温度响应性高分子，该LCST通过使用超过室温的程度的温度例如 40℃以上的温度比较低的温度响应性高分子，从而不像现有的除湿 机那样使用过冷却或较大热量，而仅仅加热使得吸湿材料变为LCST以上就能将已吸收的水分取出。
此外，在学术上将空气中的水分(水蒸气)被上述高分子凝胶 的干燥体吸着且吸收的情况称为吸附。但是，在本发明中，主要着 眼通过施加外部刺激将被该干燥体的内部吸收的水分释放的情况， 因此将空气中的水分被该干燥体的内部吸收的现象称为“吸湿”或 者“水分的吸收”，将通过施加外部刺激而将液体的水作为水滴释放 的现象称为“水(水分)的释放”或者“脱水”。
此外，即使包含与水的亲和性响应于外部刺激而可逆地变化的 刺激响应性高分子和亲水性高分子，但是使它们共聚合而得到的高 分子凝胶也不能得到本发明的效果。如后述的比较例所示，将温度 响应性高分子和亲水性高分子共聚合得到的高分子凝胶，所谓在某 温度急剧地从亲水性变化为疏水性的温度响应性凝胶的特征丧失。 故此，若是使用使刺激响应性高分子和亲水性高分子共聚合而得到 的高分子凝胶的干燥体的吸湿材料，则将已吸收的水分释放的性能 下降。此外，若是后述的比较例所示的使温度响应性高分子和亲水 性高分子共聚合得到的高分子凝胶，当使亲水性高分子共聚合70 重量％时，响应于温度而从亲水性变化为疏水性的性质自身也丧 失。
此外，根据本发明的吸湿材料，因为与水分的亲和性响应于外 部刺激而可逆地变化，所以能反复进行通过吸湿材料吸收水分和将 已吸收的水分释放。故此，能反复利用吸湿材料。
上述高分子凝胶所含的上述刺激响应性高分子和上述亲水性 高分子的比例并不作特别限定，但是在已将交联剂的重量去除的重 量的比例中，上述亲水性高分子相对于上述刺激响应性高分子更优 选包含5重量％以上，进一步优选包含20重量％以上，另外更优选 包含1000重量％以下，进一步优选包含700重量％以下。
对本发明的吸湿材料的形状并不作特别限定，可以是板状、片 状、薄膜状，也可以是粒子状。对粒子状的吸湿材料的形状也并不 作特别限定，但例如可以是大致球状、板状等形状。另外，对本发 明的吸湿材料的大小也并不作特别限定，只要根据除湿机的构成适当选择即可。
上述高分子凝胶只要包含与水的亲和性响应于外部刺激而可 逆地变化的刺激响应性高分子、和亲水性高分子即可，在不给本发 明的效果带来不良影响的范围内，也可以包含其它的高分子。
(II)吸湿材料的制造方法
本发明的吸湿材料的制造方法只要至少包含如下高分子凝胶 制造工序和干燥工序即可，在该高分子凝胶制造工序中，制造包含 上述刺激响应性高分子和上述亲水性高分子且上述刺激响应性高 分子和上述亲水性高分子形成互穿高分子网络结构或者半互穿高分子网络结构的高分子凝胶，在该干燥工序中，对通过上述高分子 凝胶制造工序得到的高分子凝胶进行干燥。本发明的吸湿材料的制 造方法也可以进一步包含粉碎工序，在该粉碎工序中，将通过上述 干燥工序得到的高分子干燥体加以粉碎。
(高分子凝胶制造工序)
高分子凝胶制造工序只要是能制造上述高分子凝胶的工序，就 并不作特别限定，上述高分子凝胶例如能通过以下方法加以制造。
〔1〕该方法包含：工序(i)，使构成上述刺激响应性高分子 的单体聚合及交联，从而形成上述刺激响应性高分子的交联物的交 联网络(a)；以及
工序(ii)，在交联网络(a)的存在下，使构成上述亲水性高 分子的单体聚合及交联，从而形成包含交联网络(a)和上述亲水 性高分子的交联物的交联网络(b)的互穿高分子网络结构。
〔2〕该方法包含：工序(i)，使构成上述刺激响应性高分子 的单体聚合及交联，从而形成上述刺激响应性高分子的交联物的交 联网络(a)；以及
工序(ii)，在交联网络(a)的存在下，使构成上述亲水性高 分子的单体聚合，从而形成包含交联网络(a)和直链状的上述亲 水性高分子的半互穿高分子网络结构。
〔3〕该方法包含：工序(i)，使构成上述刺激响应性高分子 的单体聚合，从而制造直链状的上述刺激响应性高分子；
工序(ii)，在直链状的上述刺激响应性高分子的存在下，使构 成上述亲水性高分子的单体聚合及交联，从而形成包含直链状的上 述刺激响应性高分子和上述亲水性高分子的交联物的交联网络(b) 的半互穿高分子网络结构。
在上述〔1〕～〔3〕的方法中，作为用于使单体聚合的聚合方 法，并不作特别限定，能适当使用自由基聚合、离子聚合、缩聚、 开环聚合等。另外，作为聚合使用的溶剂，只要根据单体适当选择 即可，例如，能适当使用水、磷酸缓冲液、三羟甲基氨基甲烷(Tris) 缓冲液、醋酸缓冲液、甲醇、乙醇等。
作为聚合引发剂，也并不作特别限定，例如能适当使用过硫酸 铵、过硫酸钠等过硫酸盐；过氧化氢；叔丁基过氧化氢、过氧化氢 异丙苯等过氧化物类、偶氮双异丁腈、过氧化苯甲酰等。在这些聚 合引发剂中，特别是如过硫酸盐、过氧化物类等呈氧化性的引发剂，例如也能用作与亚硫酸氢钠、N,N,N’,N’－四甲基乙二胺等的氧化 还原引发剂。或者，也可以使用光、放射线等作为引发剂。
另外，对聚合温度并不作特别限定，通常为5℃～80℃。另外， 对聚合时间也并不作特别限定，通常为4小时～48小时。
聚合时的单体、交联剂等的浓度只要是可得到上述刺激响应性 高分子、上述亲水性高分子或者它们的交联物的浓度，就并不作特 别限定。另外，上述聚合引发剂的浓度也不作特别限定，只要适当 选择即可。
在上述〔1〕～〔3〕的方法中，所谓通过使单体聚合及交联从 而形成上述刺激响应性高分子或者上述亲水性高分子的交联物的 交联网络的方法，也可以是使单体在交联剂的存在下聚合的方法， 并且也可以是使单体聚合形成为高分子后通过交联剂加以交联的方法。
在上述〔1〕～〔3〕的工序(ii)中，只要适当选择与通过工 序(i)所形成的高分子或者其交联物之间未形成交联的聚合条件 或者交联条件即可。
在上述〔1〕～〔3〕的方法中，关于构成上述刺激响应性高分 子的单体、构成上述亲水性高分子的单体以及交联剂，如在上述(I) 中说明的那样。
另外，在上述刺激响应性高分子或者上述亲水性高分子从最初 是例如纤维素衍生物、多糖类等高分子的情况下，在上述〔1〕～ 〔3〕的方法中，“使构成上述刺激响应性高分子的单体聚合及交联” 换读为“使上述刺激响应性高分子交联”，“使构成上述亲水性高分子的单体聚合及交联”换读为“使上述亲水性高分子交联”。
另外，在上述〔1〕～〔3〕的方法中，在制造上述刺激响应性 高分子或者其交联物后，在得到的上述刺激响应性高分子或者其交 联物的存在下，制造上述亲水性高分子或者其交联物，但是也可以 在制造上述亲水性高分子或者其交联物后，在得到的上述亲水性高分子或者其交联物的存在下，制造上述刺激响应性高分子或者其交 联物。
另外，在上述〔1〕～〔3〕的方法中，在制造上述刺激响应性 高分子或者其交联物后，在得到的上述刺激响应性高分子或者其交 联物的存在下，用制造上述亲水性高分子或者其交联物的2个步骤 的工序制造互穿高分子网络结构或者半互穿高分子网络结构，但是如果选择在上述刺激响应性高分子或者其交联物与上述亲水性高 分子或者其交联物之间未形成交联的聚合条件或者交联条件，也能 用1个步骤同时进行上述刺激响应性高分子或者其交联物和上述亲 水性高分子或者其交联物的形成。例如，如果制造上述亲水性高分子或者其交联物所使用的聚合方法和交联剂、和制造上述亲水性高 分子或者其交联物所使用的聚合方法和交联剂使用不同的组合，则 能通过1个步骤的工序制造上述高分子凝胶。
(干燥工序)
在干燥工序中，将通过上述高分子凝胶制造工序得到的高分子 凝胶加以干燥，得到高分子凝胶的干燥体。
对干燥高分子凝胶的方法并不作特别限定，能适当使用现有公 知的方法。作为干燥高分子凝胶的方法，例如能列举采用加热的干 燥、减压下的干燥、冷冻干燥、溶剂置换法等。
(粉碎工序)
通过干燥工序得到的上述高分子凝胶的干燥体，根据需要在粉 碎工序中加以粉碎。
作为粉碎的方法，也并不作特别限定，例如使用回转器等机械 式粉碎机、球磨机、气流式粉碎机等将上述高分子凝胶的干燥体加 以粉碎，并能根据需要进一步分级并形成为粒子状的吸湿材料。
另外，粒子状的吸湿材料在高分子凝胶制造工序中通过使用乳 化聚合，从而也能通过合成高分子凝胶微粒来制造。
(III)除湿机
本发明的吸湿材料由于具备上述的构成，从而通过使用该吸湿 材料的除湿机，能不使用过冷却或较大热量就能有效地除湿。故此， 利用本发明的吸湿材料的除湿机也包含于本发明中。以下参照附图 详细说明本发明的除湿机的实施方式。
(实施方式1)
图10表示本发明的实施方式1的除湿机101的纵剖视图，图11 表示除湿机101的横剖视图。如图10所示，除湿机101具备除湿机主 体8，除湿机主体8具有进气口9和排气口10，在除湿机主体8的内部 具备：多个吸湿单元1，其载持有本发明的吸湿材料；吸湿区16， 其是吸湿单元1吸收空气中的水分的区域；脱水区17，其是将已吸 收空气中的水分的吸湿单元1所吸收的水分作为水释放的区域；排 水箱14，其贮存被释放的水；以及送风风扇11，其用于从进气口9 收入要除湿的空气，并将已除湿的空气从排气口10排出。此外，在 本实施方式中，作为吸湿材料，使用作为上述刺激响应性高分子包 含温度响应性高分子的吸湿材料。
进气口9设置于除湿机主体8的1个侧面，排气口10设置于与该 侧面相对的侧面。由此，从进气口9收入的空气在除湿机主体8内沿 水平方向流动。另外，吸湿区16和脱水区17配置于从进气口9收入 的空气流动的路径的进气口9侧，送风风扇11配置于从进气口9收入 的空气流动的路径的排气口10侧。排水箱14配置于脱水区17的下 方。
上述多个吸湿单元1在与设置有进气口9的除湿机主体8的侧 面、及设置有排气口10的除湿机主体8的侧面平行的面上，且如图 11所示在以单元旋转轴13为中心的圆的圆周上隔开间隔地呈放射 状配置，能绕单元旋转轴13旋转。单元旋转轴13的旋转通过单元旋转用电机12驱动。
多个吸湿单元1绕单元旋转轴13旋转的区域被划分为位于上方 的吸湿区16和位于下方的脱水区17，吸湿单元1通过旋转而能在吸 湿区16与脱水区17之间移动。从进气口9收入的空气通过吸湿区16， 而不会流到脱水区17。在脱水区17中且在与吸湿单元1的加热器5 的加热器电极6接触而能对加热器5通电的位置上，配置有加热器用 固定电极15。
图7～图9中示出吸湿单元1的结构。图7表示吸湿单元1的主视 图，图8表示吸湿单元1的纵剖视图，图9表示吸湿单元1的横剖视图。 吸湿单元1是在板状的基材2上层叠有本发明的吸湿材料7而成的层 叠体的在基材2侧以与基材2相接的方式设置有板状的加热器5的板 状构件。如图7及图9所示，在基材2上与吸湿材料7相接的面上设置 有相互平行的直线状延伸的多个吸水槽3。并且，在基材2的、吸水 槽3延伸的方向的端部的一方的中央部，设置有滴下口4，滴下口4 用于使从吸湿材料7释放的水通过滴下而排出到吸湿单元1的外部。
接着参照图10对除湿机101的除湿作用进行说明。首先，当除 湿机101运行时，吸湿单元1通过单元旋转用电机12绕单元旋转轴13 旋转。在除湿机101内的空气流动的路径中，送风风扇11动作，要 除湿的空气(潮湿空气)18从进气口9被收入到除湿机101内。
被除湿机101吸进的空气(潮湿空气)18在通过吸湿区16时与 吸湿单元1的吸湿材料7接触。在室温下为亲水性的吸湿材料7吸收 空气(潮湿空气)中的水分，据此在通过吸湿区16时潮湿空气被除 湿，已除湿的空气(干燥空气)19被从排气口10排出。
已吸收空气(潮湿空气)中的水分的吸湿单元1通过单元旋转 轴13的旋转而绕单元旋转轴13旋转，从吸湿区16移动到脱水区17 内。在脱水区17内，吸湿单元1的加热器5的加热器电极6与加热器 用固定电极15接触而通电，由此移动到脱水区17的吸湿单元1被加热器5加热。通过加热器5，基材2被加热，以及吸湿材料7隔着基材 2被加热，从而吸湿材料7的温度成为LCST以上，吸湿材料7成为疏 水性。其结果是，吸湿材料7吸收的水分作为水从吸湿材料7被释放。 图6中示意性地表示由于加热从吸湿材料7渗出的水被基材2的吸水 槽3利用毛细管现象收集的情况。这样，具备吸水槽3的基材2具有 作为集水部的功能。并且，被释放的水通过吸水槽3从滴下口4排出 到排水箱14。
在此，图5中示意性地表示在未形成吸水槽3的基材2上层叠吸 湿材料7并通过埋入基材的加热器5来加热基材2及吸湿材料7的情 况下的吸湿材料7的脱水行为。如图5所示，从吸湿材料7渗出的微 量的水分作为水滴而附着于吸湿材料7上。这样，以往认为不易取 出从吸湿材料7渗出的微量的水。与此相对，如果使用具备吸水槽3 的基材2，则微量的水在容易导热的与基材2的接触面侧渗出。并且， 在与基材2的接触面侧渗出的水利用毛细管现象被基材2的微细的 吸水槽3吸收，从而被有效地收集。另外，通过使用具备吸水槽3的基材2，可得到容易进行基材2及吸湿材料7的加热的效果。
在本实施方式中，吸湿单元1配置成在移动到脱水区17时滴下 口4位于排水箱14侧。
基材2的材料只要是能将加热器5的热隔着该基材2传导到吸湿 材料7的材料即可，并不作特别限定，例如能更适当地使用铝、不 锈钢等金属。另外，基材2的材料也可以是聚二甲基硅氧烷(PDMS)、 聚碳酸酯(PC)、聚烯烃、聚丙烯酸酯等树脂；二氧化硅、陶瓷等。在作为基材2的材料使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)等的情况下，更 优选在基材2的表面涂敷有碳黑、氧化铁粒子等光热转换材料、或 者氧化铁系陶瓷粒子、磁铁矿纳米粒子等磁热转换材料。由此，通 过投入到光照或磁场等能加热基材2，因此能加热吸湿材料7。
通过使用本发明的吸湿材料，能将已吸收的水分以液体状态直 接取出，因此不需要换热器。而且，作为吸湿材料7，通过使用其 LCST超过室温的程度的温度、例如40℃以上的比较低的温度、例 如40℃～100℃、更优选40℃～70℃的响应性高分子，从而不会如 现有的除湿机那样使用过冷却或较大热量，仅仅将吸湿材料7加热 到成为LCST以上就能将已吸收的水分以液体状态直接取出。
在本实施方式中，包含吸湿材料7的多个吸湿单元1呈放射状配 置，成为旋转的结构，所以将位于吸湿区16内的多个吸湿单元1使 用于吸湿，并且能在位于脱水区17内的残留的多个吸湿单元1中施 加刺激而取出水。即，能并行地进行吸湿和脱水。多个吸湿单元1也可以以一定速度连续地旋转，或者也可以断续地有步骤地旋转。
另外，在上述的例子中，在基材2上且与吸湿材料7相接的面， 设置有相互平行的直线状延伸的多个吸水槽3，但是吸水槽3的形状 并不限定于直线状，也可以是曲线状。另外，吸水槽3并不限定于 相互平行的槽，只要是被释放的水通过槽的底部流到滴下口4的结构，就可以是任意的形状。因此，吸水槽3例如也可以是曲线状的 槽在多个部位交叉的不规则的形状，另外，也可以是规则的格子状。
另外，吸水槽3的大小只要是能利用毛细管现象收集水的大小 即可，并不作特别限定，优选是微细的吸水槽，例如，吸水槽3的 截面的槽(凹部)的宽度例如为10μm～10mm，吸水槽3的深度例 如为1μm～10mm。另外，在吸水槽3是规则地相互平行的、直线状 延伸的多个吸水槽3的情况下，或者是规则的格子状的情况下，吸 水槽3的截面处的槽的中心和相邻的槽的中心的间隔例如为 10μm～500μm。这种微细的吸水槽可以用任意的方法形成，能适当 使用例如蚀刻、MEMS技术、纳米压印等。另外，基材2的厚度只 要能形成上述吸水槽3也没有特别限定，例如为1mm～10mm。
另外，在上述的例子中，作为吸湿材料，使用包含温度响应性 高分子作为上述刺激响应性高分子的吸湿材料，但是也能使用包含 响应于其它刺激的刺激响应性高分子的吸湿材料。在这种情况下， 也可以取代加热器5，使用施加红外线、紫外线、可见光等光、电场等对应的刺激的装置作为刺激赋予部。
另外，在上述的例子中，为了对吸湿材料7有效地赋予热的刺 激而使用板状的加热器5，但是加热器5的形状并不限定于板状，只 要能沿着吸湿材料7配置即可。另外，在上述的例子中，为了对吸 湿材料7赋予热的刺激而使用加热器5，但是只要能对吸湿材料7赋予热的刺激，也可以使用加热器5以外的加热装置。作为这样的加 热装置，例如能列举卤素灯、红外线灯、氙气灯等。
另外，在上述的例子中，作为吸湿材料7使用板状或者层状的 吸湿材料，但对吸湿材料7的厚度也不作特别限定，例如为1mm～ 10mm。另外，吸湿材料7的形状也并不限定于此，例如也可以是粒 子状。
另外，在上述的例子中，上述吸湿单元1的滴下口4设置于吸水 槽3延伸的方向的端部的一方的中央部，但是滴下口4只要是水通过 吸水槽3滴下的位置，设置于哪里都可以。
(实施方式2)
图15表示本发明的实施方式2的除湿机102的纵剖视图，图16 表示除湿机102的横剖视图。另外，图12～图14表示除湿机102的吸 湿单元1的结构。
此外，为了便于说明，对具有与在上述实施方式1中说明的附 图相同功能的构件标注相同附图标记，省略其说明。
如图15所示，除湿机102具备除湿机主体8，除湿机主体8具有 进气口9和排气口10，在除湿机主体8的内部具备吸湿单元1、吸湿 区16、脱水区17、排水箱14以及送风风扇11。
在实施方式2中，进气口9设置于除湿机主体8的1个侧面的下 部，排气口10设置于除湿机主体8的上表面。由此，从进气口9收入 的空气在除湿机主体8的内部从下向上流动。另外，吸湿区16和脱 水区17配置于从进气口9收入的空气流动的路径的进气口9侧，送风风扇11配置于从进气口9收入的空气流动的路径的排气口10侧的区 域。排水箱14配置于脱水区17的下方。
上述多个吸湿单元1在除湿机主体8内且在与以在垂直方向延 伸的单元旋转轴13为中心轴的圆筒的侧面相当的面上，如图16所 示，以隔开间隔在水平方向相互相邻的方式排列配置，能以单元旋 转轴13为旋转轴进行旋转。单元旋转轴13的旋转通过单元旋转用电机12驱动。
图12表示吸湿单元1的主视图，图13表示吸湿单元1的纵剖视 图，图14表示吸湿单元1的横剖视图。吸湿单元1是在层叠体的基材 2侧以与基材2相接的方式设置有加热器5的构件，该层叠体是在基 材2上层叠本发明的吸湿材料7而成的。在实施方式2中，吸湿单元1在与以单元旋转轴13为中心轴的圆筒的侧面相当的面上相邻地排 列配置的情况下，以整体上形成以单元旋转轴13为中心轴的圆筒形 的方式，具有横截面为圆弧状的形状。即，基材2、吸湿材料7以及 加热器5具有横截面弯曲为圆弧状的板状形状。此时，如图16所示， 吸湿单元1构成为吸湿材料7配置于圆弧的外侧、加热器5配置于圆 弧的内侧。如图12及图14所示，在基材2上且与吸湿材料7相接的面 上设置有相互平行的直线状延伸的多个吸水槽3。并且，在基材2 的吸水槽3延伸的方向的端部的一方的中央部，设置有滴下口4，滴 下口4用于将从吸湿材料7释放的水通过滴下而排出到吸湿单元1的 外部。
在本实施方式中，如图16所示，形成有上述多个吸湿单元1的 圆筒形的外侧、即与吸湿材料7相接的区域，在水平方向被划分为 吸湿区16和脱水区17，吸湿单元1通过旋转能在吸湿区16与脱水区 17之间移动。如图15所示，从进气口9收入的空气通过吸湿区16而 不会流到脱水区17。在脱水区17中，在与吸湿单元1的加热器5的加 热器电极6接触而能对加热器5通电的位置上，配置有加热器用固定 电极15。
并且，在本实施方式中，从进气口9进入到除湿机102的空气(潮 湿空气)18在通过上述多个吸湿单元1与除湿机主体8的侧面之间的 吸湿区16时，与吸湿单元1的吸湿材料7接触。在室温下为亲水性的 吸湿材料7吸收空气(潮湿空气)中的水分，据此在通过吸湿区16 时潮湿空气被除湿，已被除湿的空气(干燥空气)19从排气口10 被排出。
已吸收空气(潮湿空气)中的水分的吸湿单元1通过单元旋转 轴13的旋转而绕单元旋转轴13旋转，移动到脱水区17内。并且，在 脱水区17内通过加热器5加热，吸湿材料7已吸收的水分作为水从吸 湿材料7被释放。已释放的水通过基材2的吸水槽3利用毛细管现象被收集，通过吸水槽3从滴下口4排出到排水箱14。
此外，吸湿单元1配置成滴下口4位于排水箱14侧。
关于本实施方式中的使用本发明的吸湿材料带来的效果、通过 使吸湿单元1旋转而带来的效果，与实施方式1相同。
另外，基材2的材料及厚度、吸湿单元1的旋转方法、以及吸水 槽3的大小与实施方式1相同。另外，关于吸水槽3的形状、吸湿材 料7所含的刺激响应性高分子、刺激赋予部、加热器5的形状及种类、 滴下口4的位置、以及吸湿材料7的形状，能与实施方式1同样地变更。
此外，在上述的例子中，吸湿单元1构成为吸湿材料7配置于圆 弧的外侧、加热器5配置于圆弧的内侧，但是与此相反，吸湿单元1 也可以构成为吸湿材料7配置于圆弧的内侧、加热器5配置于圆弧的 外侧。这种情况下，加热器用固定电极15配置于吸湿单元1的外侧。
另外，在上述的例子中，上述多个吸湿单元1在除湿机主体8 内配置于以在垂直方向延伸的单元旋转轴13为中心轴的圆筒形的 侧面上，但是上述多个吸湿单元1也可以不配置于圆筒形的侧面， 而配置于截面为多角形的筒的侧面上。
另外，将本发明的吸湿材料作为吸湿材料使用于包含特愿2013 －252901号在内的与除湿机有关的本申请人的全部申请的说明书 中记载的除湿机的构成也包含于本发明中。
本发明并不限定于上述的各实施方式，能在技术方案所示的范 围内进行各种变更，将在不同实施方式中分别公开的技术手段适当 组合而得到的实施方式也包含于本发明的技术范围中。
〔总结〕
本发明的方式1的吸湿材料含有高分子凝胶的干燥体，该高分 子凝胶包含与水的亲和性响应于外部刺激而可逆地变化的刺激响 应性高分子、和亲水性高分子，吸湿材料具备上述刺激响应性高分 子和上述亲水性高分子形成互穿高分子网络结构或者半互穿高分子网络结构的构成。
根据上述构成，在作为除湿材料使用的情况下，起到不使用过 冷却或较大热量就能有效除湿的效果。
就本发明的方式2的吸湿材料而言，在上述方式1上，上述外部 刺激可以是热、光、电场或者pH。
根据上述构成，仅仅加热已吸收空气中的水分的吸湿材料使其 成为LCST以上，就能将已吸收的水分以液体状态直接取出。
就本发明的方式3的吸湿材料而言，在上述方式1或者2中，上 述刺激响应性高分子也可以是选自由聚(N－烷基(甲基)丙烯酰 胺)、聚(N－乙烯基烷基酰胺)、聚(N－乙烯基吡咯烷酮)、 聚(2－烷基－2－噁唑啉)、聚乙烯基烷基醚、聚环氧乙烷与聚环 氧丙烷的共聚物、聚(氧乙烯乙烯基醚)、纤维素衍生物、以及它 们的共聚物构成的组中的至少1种高分子或者其交联物。
根据上述构成，仅仅加热已吸收空气中的水分的吸湿材料使其 成为LCST以上，就能将已吸收的水分以液体状态直接取出。
就本发明的方式4的吸湿材料而言，在上述方式1～3中的任一 方式中，上述亲水性高分子也可以是选自由海藻酸、透明质酸、壳 聚糖、纤维素衍生物、聚(甲基)丙烯酸、聚乙二醇、以及它们的 共聚物构成的组中的至少1种高分子或者其交联物。
根据上述构成，在作为除湿材料使用的情况下，起到不使用过 冷却或较大热量就能有效除湿的效果。
本发明的方式5的除湿机具备：上述方式1～4中的任一方式的 吸湿材料、以及刺激赋予部(加热器5)，刺激赋予部用于对上述 吸湿材料赋予刺激。
根据上述构成，起到如下效果：不使用过冷却或较大热量就能 有效地除湿。
就本发明的方式6的除湿机而言，在上述方式5中，进一步具备 集水部(基材2)，该集水部与上述吸湿材料相接地配置，收集由 于赋予刺激而从上述吸湿材料渗出的水。
根据上述构成，起到如下效果：能有效地取出吸湿材料已吸收 的空气中的水分。
就本发明的方式7的除湿机而言，在上述方式6中，具备如下构 成：上述集水部(基材2)在与上述吸湿材料相接的面具有吸水槽。
根据上述构成，通过利用毛细管现象收集从吸湿材料渗出的微 量的水分，从而起到能有效地取出的效果。另外，可得到容易对基 材及吸湿材料赋予刺激的效果。
(实施方式3)
作为实施方式3，以下更具体地说明本发明的实施例，但是本 发明并被实施例限定。
〔实施例1〕
＜海藻酸和聚N－异丙基丙烯酰胺形成互穿高分子网络结构的 高分子凝胶的合成＞
将N－异丙基丙烯酰胺(有时简称为NIPAM。)700mg、海藻 酸钠(有时简称为Alg。)700mg、以及亚甲基双丙烯酰胺(有时 简称为MBAA。)58mg溶解于纯水23mL中。在所得到的溶液中分 别添加0.8mol/L的N,N,N′,N′－四甲基乙二胺(有时简称为 TEMED。)及0.1mol/L的过硫酸铵(有时简称为APS。)各1mL， 在冰浴中反应6小时，从而制造用MBAA使聚N－异丙基丙烯酰胺交 联的水凝胶。然后，将所得到的水凝胶浸渍于0.25mol/L的氯化钙 水溶液100mL中，静置2天，从而用钙离子将Alg交联。这样，合成 聚N－异丙基丙烯酰胺和海藻酸形成互穿高分子网络结构的高分子 凝胶(有时简称为Alg/PNIPAM IPN凝胶。)。将合成的Alg/PNIPAM IPN凝胶及其制造方法在图1中表示出。
＜Alg/PNIPAM IPN凝胶的相转变行为＞
将所得到的Alg/PNIPAM IPN凝胶浸渍于纯水中，在一定的 温度下静置24小时后测定凝胶的重量。然后，将凝胶加热干燥，测 定干燥重量。根据静置24小时后的凝胶的重量及干燥重量，利用下 述算式算出含水率。
含水率＝(24小时静置后的凝胶的重量－干燥重量)/干燥重 量
算出使凝胶分别在15℃、25℃、30℃、35℃、40℃以及50℃的 一定温度下静置24小时时的含水率，对伴随温度变化的Alg/ PNIPAM IPN凝胶的相转变行为进行研究。
图2中表示其结果。图2中，纵轴表示含水率(图2中记为 “Amount of waterabsorption”。换言之，含水率是在水中吸收的水 分的量。单位：g/g－干燥凝胶)，横轴表示温度(单位：℃)。 如图2所示，可判明：所得到的Alg/PNIPAM IPN凝胶在35℃和 40℃之间存在含水率急剧变化的温度，换言之，存在与水的亲和性 急剧变化的温度。即，可判明：Alg/PNIPAM IPN凝胶在35℃以 下为亲水性，而当超过40℃时变换为疏水性。
＜Alg/PNIPAM IPN凝胶的吸湿行为＞
将所得到的Alg/PNIPAM IPN凝胶在－20℃冷冻，在20Pa的 减压条件下使其干燥24小时。将这样得到的Alg/PNIPAM IPN凝 胶的干燥体在温度20℃、湿度80％RH的恒温恒湿条件下静置，经 时地测定重量变化，由此对Alg/PNIPAM IPN凝胶的干燥体的吸 湿行为进行研究。
图3中表示其结果。图3的(a)中，纵轴表示含水率(图3中记 为“Amount ofmoisture absorption”。换言之，含水率是在空气中 吸湿的水分的量。单位：g/g－干燥凝胶)，横轴表示时间(单位： 小时)。如图3的(a)所示，已干燥的Alg/PNIPAM IPN凝胶具 有高吸湿能力。此外，图3的(b)是表示在温度21～22℃、湿度约 80％RH的恒温恒湿条件下进行吸湿行为的研究的坐标图。
＜Alg/PNIPAM IPN凝胶的干燥体的脱水行为＞
将Alg/PNIPAM IPN凝胶的干燥体在温度25.5℃、约80％RH 的恒温恒湿条件下静置80小时使其充分吸湿。使用加热器用60℃加 热如此吸湿的Alg/PNIPAM IPN凝胶的干燥体，对凝胶表面的情 况进行动态摄像，对脱水行为进行研究。
图4中表示其结果。图4的(a)、(b)以及(c)分别表示刚 刚用60℃加热之后、加热1分钟后及加热3分钟后的Alg/PNIPAM IPN凝胶的干燥体表面的情况。如图4所示，可判明：通过施加60℃ 的热，被Alg/PNIPAM IPN凝胶的干燥体吸收的水分从该干燥体 以液体状态渗出。
〔比较例1〕
＜N－异丙基丙烯酰胺和丙烯酸钠的共聚凝胶的合成＞
将N－异丙基丙烯酰胺(NIPAM)538.6mg、丙烯酸钠(AAcNa) 191.8mg、以及亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)77.8mg溶解于纯水3.4mL 中。在所得到的溶液中分别添加0.8mol/L的N,N,N′,N′－四甲基乙 二胺(TEMED)及0.4mol/L的过硫酸铵(APS)各1mL，在冰浴 下使其反应6小时，由此合成了AAcNa的含量(简称为AAc content。)为30mol％的含有N－异丙基丙烯酰胺和丙烯酸钠的无 规共聚物的水凝胶(以下简称为PNIPAM/PAAcNa共聚凝胶。)。 所合成的共聚凝胶及其制造方法在图17中表示出。
变更N－异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和丙烯酸钠(AAcNa)的 比例，同样地制造AAc的含量分别为2.5mol％、5mol％、10mol％、 以及30mol％的PNIPAM/PAAcNa共聚凝胶。
＜PNIPAM/PAAcNa共聚凝胶的相转变行为＞
除了将测定温度设为20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、50℃以 及60℃以外，与实施例1同样地将所得到的PNIPAM/PAAcNa共聚 凝胶浸渍于纯水中，算出在一定温度下分别静置24小时静置时的含 水率，对伴随温度变化的PNIPAM/PAAcNa共聚凝胶的相转变行为 进行研究。
图18中表示其结果。图18中，纵轴表示以将20℃的含水率设为 1的方式标准化的含水率(图18中记为“Normalized water content”)， 横轴表示温度(单位：℃)。如图18所示，在PNIPAM/PAAcNa 共聚凝胶中，含水率连续地变化，没有发现含水率较大变化的温度。另外，可判明：在PNIPAM/PAAcNa共聚凝胶中，AAc的含量即亲 水性高分子的比例越增加，响应于温度而从亲水性变化为疏水性的 性质自身也越丧失。
〔实施例2〕
＜海藻酸和羟丙基纤维素(以下有时简称为HPC。)形成半互 穿高分子网络结构的高分子凝胶的合成＞
将羟丙基纤维素(和光纯药工业株式会社，羟丙基纤维素150～ 400cP)700mg及海藻酸钠700mg溶解于纯水25mL中。在得到的溶 液中注入0.5mol/L的氯化钙水溶液100mL，静置2天，由此制备出 羟丙基纤维素和海藻酸形成半互穿高分子网络结构的高分子凝胶 (有时简称为HPC/Alg半IPN凝胶。)。
＜HPC/Alg半IPN凝胶的吸湿行为＞
将得到的HPC/Alg半IPN凝胶以－30℃冷冻，在20Pa的减压条 件下使其干燥24小时。将这样得到的HPC/Alg半IPN凝胶的干燥体 在温度25℃、湿度80％RH的恒温恒湿条件下静置，通过经时地测 定重量变化，对HPC/Alg半IPN凝胶的干燥体的吸湿行为进行研 究。
图19中表示其结果。图19中，纵轴表示含水率(图19中记为“吸 湿量”。换言之，含水率是已吸收的水分的量。单位：g/g)，横 轴表示时间(单位：分钟)。此外，上述含水率是通过吸湿所增加 的重量(增加重量)除以干燥体的重量(干燥重量)所得到的值。 如图19所示，已干燥的HPC/Alg半IPN凝胶具有高吸湿能力。
另外，图19中一并示出：将HPC/Alg半IPN凝胶的干燥体在温 度25℃、湿度80％RH的恒温恒湿条件下静置1000分钟后，使用板 状的加热器以60℃加热，通过滤纸将已渗出的水分去除后的含水率 (图19中记为“加热脱水时”。)
＜HPC/Alg半IPN凝胶的干燥体的脱水行为＞
将HPC/Alg半IPN凝胶的干燥体在温度25℃、约80％RH的恒 温恒湿条件下静置24小时，使其充分吸湿。将这样吸湿的HPC/Alg 半IPN凝胶的干燥体用加热器以温度60℃加热，对凝胶表面的情况 进行动态摄像，对脱水行为进行研究。
图20中表示其结果。图20的(a)及(b)分别表示加热前及加 热30秒后的HPC/Alg半IPN凝胶的已吸湿的干燥体表面的情况。如 图20所示，可判明如下：通过施加60℃的热，从而被HPC/Alg半 IPN凝胶的干燥体吸收的水分从该干燥体以液体状态渗出。
〔实施例3〕
除了使用羟丙基纤维素6.0～10.0(和光纯药工业株式会社)作 为HPC以外，与实施例2同样地进行海藻酸和HPC形成半互穿高分 子网络结构的高分子凝胶的制造及评价。可确认其干燥体具有高吸 湿、脱水能力。
〔实施例4〕
除了使用羟丙基纤维素1000～5000cP(和光纯药工业株式会 社)作为HPC以外，与实施例2同样地进行海藻酸和HPC形成半互 穿高分子网络结构的高分子凝胶的制造及评价。可确认其干燥体具 有高吸湿、脱水能力。
工业上的可利用性
本发明的吸湿材料因为通过赋予刺激而能将已吸收的水分以 液体状态直接取出，所以在作为除湿材料使用的情况下，不使用过 冷却或较大热量就能有效地除湿。
故此，本发明的吸湿材料作为除湿材料非常有用，能适合使用 于除湿机。
附图标记说明
1 吸湿单元
2 基材(集水部)
3 吸水槽
4 滴下口
5 加热器(刺激赋予部)
6 加热器电极
7 吸湿材料
8 除湿机主体
9 进气口
10 排气口
11 送风风扇
12 单元旋转用电机
13 单元旋转轴
14 排水箱
15 加热器用固定电极
16 吸湿区
17 脱水区
18 进气(潮湿空气)
19 排气(干燥空气)。

Claims (6)

1.一种吸湿材料，含有高分子凝胶的干燥体，该高分子凝胶包含与水的亲和性响应于外部刺激而可逆地变化的刺激响应性高分子、以及亲水性高分子，所述吸湿材料的特征在于，
所述亲水性高分子是选自由海藻酸、透明质酸、纤维素衍生物、聚(甲基)丙烯酸、聚乙二醇、以及它们的共聚物构成的组中的至少1种高分子或者其交联物，
所述刺激响应性高分子和所述亲水性高分子形成互穿高分子网络结构或者半互穿高分子网络结构。
2.根据权利要求1所述的吸湿材料，其特征在于，所述外部刺激是热、光、电场或者pH。
3.根据权利要求1或2所述的吸湿材料，其特征在于，所述刺激响应性高分子是选自由聚(N－烷基(甲基)丙烯酰胺)、聚(N－乙烯基烷基酰胺)、聚(N－乙烯基吡咯烷酮)、聚(2－烷基－2－噁唑啉)、聚乙烯基烷基醚、聚环氧乙烷与聚环氧丙烷的共聚物、聚(氧乙烯乙烯基醚)、纤维素衍生物、以及它们的共聚物构成的组中的至少1种高分子或者其交联物。
4.一种除湿机，其特征在于，具备：
权利要求1～3中的任一项所述的吸湿材料；以及
刺激赋予部，其用于对所述吸湿材料赋予外部刺激。
5.根据权利要求4所述的除湿机，其特征在于，进一步具备集水部，该集水部与所述吸湿材料相接地配置，收集由于赋予刺激而从所述吸湿材料渗出的水。
6.根据权利要求5所述的除湿机，其特征在于，所述集水部在与所述吸湿材料相接的面具有吸水槽。
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